CN204066363U - 基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统，包括传感器节点、自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee采集控制节点、自带路由功能的ZigBee控制节点、协调器、GPRS模块、网络服务器及监控终端；所述传感器节点、路由器和协调器构成网状结构的ZigBee无线网络，协调器与监控终端之间通过GPRS网络进行无线连接。所述自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee控制节点和自带路由功能的ZigBee采集控制节点均是多通道节点，采用工业蓄电池或电源适配器或太阳能电池供电。本实用新型基于ZigBee和GPRS相结合的复合无线网络，能够及时、可靠、高效地监控到农业大棚的环境参数，而且还可以实现数据的远距离、透明传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于无线局域网的农业大棚监控系统，尤其是基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统。
背景技术
社会的发展和科技的进步促使一种新型的农业生产管理的思想诞生，从而产生了对农作物的生长环境实时监控的想法，时刻了解农作物的生长需求，按需供给可以有效地、更好地提高农作物的生产效率。但是怎样有效方便地采集农作物的生长环境参数现已经成为限制新型农业发展的主要问题。现有技术采用单一的ZigBee网络，传输距离短，所能监测的地方少。
GPRS网络和 Internet 之间的连接可以是没有间隙的一种连接，这样使得外围网络也可以实现透明连接。GPRS网络能够实现远距离的数据传输并将数据传入送到Internet 网。ZigBee-GPRS技术克服了ZigBee网络系统只能近距离通信的缺陷，而且使整个系统管理起来更加方便。ZigBee-GPRS技术使传统农业的模式变成为以信息技术为核心的现代化农业。从而实现了提高农产品生产效率的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的是为克服目前采用基于单一ZigBee网络的农业大棚监控系统，传输距离短，所能监测的地方少的缺点，提供一种基于ZigBee和GPRS相结合的复合无线网络，能够及时、可靠、高效地监控到农业大棚的环境参数，而且还可以实现数据的远距离、透明传输。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
提供一种基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统，包括传感器节点、自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee采集控制节点、自带路由功能的ZigBee控制节点、协调器、GPRS模块、网络服务器及监控终端；所述传感器节点、路由器和协调器构成网状结构的ZigBee 无线网络，协调器与监控终端之间通过GPRS网络进行无线连接。
所述自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee控制节点和自带路由功能的ZigBee采集控制节点均是多通道节点，采用工业蓄电池或电源适配器或太阳能电池供电。
GPRS网络和 Internet 之间的连接可以是没有间隙的一种连接，这样使得外围网络也可以实现透明连接。GPRS网络能够实现远距离的数据传输并将数据传入送到Internet 网。ZigBee-GPRS技术克服了ZigBee网络系统只能近距离通信的缺陷，而且使整个系统管理起来更加方便。ZigBee-GPRS技术使传统农业的模式变成为以信息技术为核心的现代化农业。从而实现了提高农产品生产效率的目的。采用ZigBee无线组网，减小功耗，降低成本；采集节点可使用多种供电方式，如工业蓄电池、电源适配器、太阳能电池，具有部署方便的特点；采集节点自带路由功能，简化了ZigBee网络；能在任何铺设GPRS网络的地方监控作物生长的环境参数，包括空气的温湿度、土壤的温湿度、光照强度、土壤的水分及二氧化碳浓度，并且系统建成后的运营费用较低。以后与专家系统相结合，可实现农业大棚的现场诊断和智能决策，使专家系统等高新技术服务于现代农业。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图；
图2是农业大棚内的节点布置示意图；
图3是ZigBee协调器节点硬件系统框图；
图4是GPRS无线通讯模块的硬件框图。
图中：1、监控现场大棚一；2、监控现场大棚二；3、监控现场大棚 三；4、监控点大棚N；5、带路由功能的ZigBee信息采集节点；6、带路由功能的ZigBee控制节点；7、ZigBee协调器；8、GPRS无线通信模块；9、网络服务器；10、监控终端智能手机；11、空气温湿度传感器；12、土壤温湿度传感器；13、光照强度传感器；14、土壤水分传感器；15、二氧化碳浓度传感器；16、电磁阀；17、监控终端（即客户端PC机）；18、带路由功能的ZigBee采集控制节点；19、按键模块；20、CC2530无线通信模块；21、电源模块；22、LED指示灯模块；23、仿真器模块；24、串口模块；25、GPRS模块；26、MSC1210单片机模块；27、RS232接口电路；28、SIM卡座。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型包括监控现场大棚一1、监控现场大棚二2、监控现场大棚三3等，一直至监控现场大棚N4，信息汇聚至中心ZigBee协调器7，并通过GPRS无线通信模块8可传送至网络服务器9及监控终端设备PC机17，并可通过GPRS无线通信模块8传送至监控终端智能手机10。
如图2所示，监控现场包括放置在农业大棚内的各种传感器11-15、电磁阀16、带路由功能的ZigBee采集控制节点18。
所述传感器包括空气温湿度传感器11、土壤温湿度传感器12、光照强度传感器13、土壤水分传感器14及二氧化化碳浓度传感器15，传感器用于采集农业大棚内空气及土壤的温湿度、光照强度、土壤水分以及CO2 浓度，并通过相对应的ZigBee路由节点18传输至ZigBee协调器节点7，再由ZigBee协调器节点7通过GPRS网络与Internet的无缝连接传输至网络服务器9以及终端设备PC机17，并可通过GPRS网络传送至监控终端智能手机10。经监控终端系统17或10处理后反馈至GPRS无线通信模块8，再由GPRS无线通信模块8反馈至ZigBee协调器7，由ZigBee协调器7反馈至ZigBee路由节点18，由ZigBee路由节点18控制对应的电磁阀16，对农业大棚环境进行调整，以满足农作物生长的需求。
如图3所示，本实用新型系统所使用的ZigBee协调器硬件部分包括按键模块19、CC2530无线通信模块20、电源模块21、LED指示灯模块22、仿真器模块23、串口模块24，CC2530模块20的任务是建立ZigBee网络、分配网络地址、允许设备18加入网络并向18发送信息采集命令和网络控制命令。在终端采集节点18将所有传感数据传送回来时，此无线通信模块20还将负责所有获得数据的接收、储存和处理，并将数据通过串口模块24和GPRS模块8发送到GPRS网络，再通过GPRS网络与Internet的无缝连接传输至网络服务器9以及终端设备PC机17，并可通过GPRS网络传送至监控终端智能手机10，以达到实时监测的目的。电源模块21的主要职责是为其它所有模块提供工作时消耗的能量。仿真器23是将程序下载到CC2530通信模块时的重要部件，它也可以为我们提供在线调试功能，按键模块19为我们提供数据传输开关、设备总开关、复位开关按钮。LED指示灯22则是负责将协调器7的运作状态最直观地实时向我们反映，通过LED灯的暗亮能够随时直观地看到协调器运行时的网络状态和数据传输状态。所述信息采集节点18只是在协调器7的硬件基础上增加了传感器接口，功能实现时，所下载的程序与协调器不同。
如图4所示，本实用新型系统所使用的GPRS无线通讯模块8主要由嵌入TCP/IP的单片机模块26（STC12LE5A60S235ILQFP44）、GPRS模块25、SIM卡座28、RS232接口电路27等部分组成。单片机模块26控制GPRS模块25接收和发送信息，通过标准RS232串口27和ZigBee协调器7进行数据通信。用软件实现中断，完成数据的转发。 其主要实现过程如下： ① 通过AT指令初始化GPRS无线通讯模块8，使之附着在GPSR网络上，获得网络运营商动态分配的GPRS终端IP地址，并与网络服务器9建立连接；②单片机模块26的串口0和ZigBee协调器7连接，按照约定好的协议进行通信；③单片机模块26的串口1和GPRS模块25的串口模块27连接，通过软件编程完成对GPRS模块25的初始化和控制GPRS模块25收发数据。
Claims (3)
1.一种基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统，其特征在于：包括传感器节点、自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee采集控制节点、自带路由功能的ZigBee控制节点、协调器、GPRS模块、网络服务器及监控终端；所述传感器节点、路由器和协调器构成网状结构的ZigBee 无线网络，协调器与监控终端之间通过GPRS网络进行无线连接。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统，其特征在于：所述自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee控制节点和自带路由功能的ZigBee采集控制节点均是多通道节点。
3.根据权利要求1或2所述的基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统，其特征在于：所述自带路由功能的ZigBee采集节点、自带路由功能的ZigBee控制节点和自带路由功能的ZigBee采集控制节点采用工业蓄电池或电源适配器或太阳能电池供电。
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| CN201420375288.6U CN204066363U (zh) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | 基于ZigBee-GPRS网络的农业大棚监控系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106371383A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-01 | 上海大学 | 一种温室大棚远程监控系统及方法 |
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2014
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