CN204990032U - 一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，由现场测控系统、嵌入式网关和用户终端组成；所述现场测控系统包括终端接点模块和Zigbee协调器；所述嵌入式网关由嵌入式网关模块、触屏液晶显示器、3G模块、CMOS摄像头和GPS模块组成；所述Zigbee协调器上连接有多个终端界定模块；所述3G模块、CMOS摄像头和GPS模块分别与嵌入式网关模块连接，且嵌入式网关连接触屏液晶显示屏以及Zigbee协调器；嵌入式网关是整个农产品冷链配送测控系统的核心，它在与协调器进行信息交互的同时，也可以使用户利用嵌入式网关的3G模块对系统进行远程访问。用户可以直接与系统进行实时交互，也可以实现系统的远程访问。

Description

一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统

技术领域

本实用新型涉及检测配送应用技术领域，尤其是一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统。

背景技术

目前，在农产品领域；对于农产品的整体检测配送等还没有一种系统可以实现方便快捷的实现冷链配送，在生产过程中不能方便的为人们使用；为弥补现有技术的不足，基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统就产生了。

实用新型内容

现有技术难以满足人们的生产生活需要，针对上述问题，本实用新型旨在提供一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统。

为实现该技术目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，由现场测控系统、嵌入式网关和用户终端组成；所述现场测控系统包括终端接点模块和Zigbee协调器；所述嵌入式网关由嵌入式网关模块、触屏液晶显示器、3G模块、CMOS摄像头和GPS模块组成；所述Zigbee协调器上连接有多个终端界定模块；所述3G模块、CMOS摄像头和GPS模块分别与嵌入式网关模块连接，且嵌入式网关连接触屏液晶显示屏以及Zigbee协调器。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述嵌入式网关模块与WIFI模块、3G模块、GPS模块和CMOS模块连接；核心板包括3个UART接口、1个USB接口，数据线和液晶显示屏接口；底板包括电源电路、各种接口电路、小键盘、触摸屏、USB存储电路。

作为本实用新型的进一步技术方案：整个系统的无线传感器网络硬件无线传感器网络节点包括数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块；所述电源模块包括智能电池监测芯片(DS2762)、电池充电管理芯片(BQ2057)、保护芯片(R5426)、2000mAh的单节锂电池、电源处理及外围接口电路；无线传感器为环境温湿度、气体浓度传感器；

作为本实用新型的进一步技术方案：嵌入式网关管理软件由环境测控模块、3G模块、GPS模块等共同组成；环境测控模块由数据采集模块、数据处理模块、参数设置模块、数据管理模块和设备控制模块组成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：嵌入式网关是整个农产品冷链配送测控系统的核心，它在与协调器进行信息交互的同时，也可以使用户利用嵌入式网关的3G模块对系统进行远程访问。用户可以直接与系统进行实时交互，也可以实现系统的远程访问；整体结构简单紧凑，实用性强，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的嵌入式网关硬件结构图；

图3为本实用新型的无线传感器网络节点程序流程图；

图4为本实用新型的管理软件功能模块图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅说明书附图1～2，本实用新型实施例中，一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统由现场测控系统、嵌入式网关和用户终端组成；所述现场测控系统包括终端接点模块和Zigbee协调器；所述嵌入式网关由嵌入式网关模块、触屏液晶显示器、3G模块、CMOS摄像头和GPS模块组成；所述Zigbee协调器上连接有多个终端界定模块；所述3G模块、CMOS摄像头和GPS模块分别与嵌入式网关模块连接，且嵌入式网关连接触屏液晶显示屏以及Zigbee协调器。

作为本实用新型的进一步技术方案：所述嵌入式网关模块与WIFI模块、3G模块、GPS模块和CMOS模块连接其核心板包括核心板包括3个UART接口、1个USB接口，数据线和液晶显示屏接口；底板包括电源电路、各种接口电路、小键盘、触摸屏、USB存储电路。

作为本实用新型的进一步技术方案：整个系统的无线传感器网络硬件无线传感器网络节点包括数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块；所述电源模块包括由智能电池监测芯片(DS2762)、电池充电管理芯片(BQ2057)、保护芯片(R5426)、2000mAh的单节锂电池、电源处理及外围接口电路；无线传感器为环境温湿度、气体浓度传感器。

作为本实用新型的进一步技术方案：嵌入式网关管理软件由环境测控模块、3G模块、GPS模块等共同组成。环境测控模块由数据采集模块、数据处理模块、参数设置模块、数据管理模块和设备控制模块组成。

该现场测控系统主要由基于CC2530的无线传感器网络以自组织的方式构成，无线传感器网络被分为终端节点、路由节点和协调器节点3种类型，通过部署在测控区域内的温湿度传感器和气体浓度传感器完成现场环境信息的采集，并通过终端节点将数据传送到路由器节点，路由器节点将接收到的数据信息转发至协调器节点。协调器节点是整个无线传感器网络的核心，负责接收和处理网络中所有的数据信息，并通过RS232串口将数据传输至本地嵌入式网关。

在无线传感器网络硬件设计方面：

无线传感器网络节点中的数据采集模块，主要是负责完成数据的采集和预处理；处理器模块作为整个节点的核心部分负责节点各个模块间的协同工作，同时处理并存储其他节点的数据；无线通信模块负责与其他节点进行无线通信。在设计无线传感器网络节点的时候，重点考虑了农产品冷链配送测控系统对低成本、低功耗和高可靠性的要求。

(1)CC2530具有增强型8051CPU，系统内具有可编程闪存、8KBRAM以及许多其它强大的功能。同时，它能够以非常低的成本建立强大的自组织网络。

(2)传感器传感器需要完成各种环境因子数据的采集，其中主要包括环境温湿度、气体浓度数据信息。根据农产品冷链配送的特点，要求传感器有较高的精度及较低的功耗。本系统所采用各种传感器及技术参数为：温湿度传感器采用瑞士Sensirion公司出品的SHT75数字型温湿度传感器，工作电流为550μA，待机时仅为0.3μA，测量温湿度的精度分别为±0.3℃和小于等于1.8％。气体浓度传感器选用H550型气体浓度传感器，工作电流15mA，精度为±30ppm。

(3)电源模块由智能电池监测芯片(DS2762)、电池充电管理芯片(BQ2057)、保护芯片(R5426)、2000mAh的单节锂电池、电源处理及外围接口电路共同构成。

在嵌入式网关系统硬件设计方面：

嵌入式网关作为农产品冷链配送测控系统的核心，具有数据处理、无线传感器网络管理、以及与用户交互等功能。该网关需要具有较快的处理速度、较强的管理功能和丰富的外围硬件接口。本网关采用了基于ARMCortexTM-A8内核的32位精简指令集微处理器，最大1GHz运算速度，内含32KB的一级缓存和512KB的二级缓存。

参见图3，在无线传感器的网络软件设计方面：

针对农产品冷链配送的实际需要，采用网状的网络拓扑结构。当系统正常工作时，不同的终端节点进行数据采集，并通过无线的方式传递给路由节点，由路由节点进行数据处理并沿动态路由将数据转发到协调器节点，最终由协调器节点通过串口将数据汇总发送给嵌入式网关节点。

通过动态配置无线传感器网络节点的数据采样间隔和节点休眠时间，进一步降低农产品冷链配送测控系统的功耗。

在嵌入式网关软件设计方面：

嵌入式网关管理软件由环境测控模块、3G模块、GPS模块等共同组成。环境测控模块由数据采集模块、数据处理模块、参数设置模块、数据管理模块和设备控制模块组成。参数设置模块主要实现各种系统参数的设置，如每个无线传感器节点的工作模式设置、数据采样时间设置等。数据采集模块主要实现多通道数据同步采集，通过采用动态实时曲线图和表格的方式来显示各个监测指标。数据处理模块主要完成对所接收到的数据信息的处理，如数字滤波、数值计算等。数据管理模块主要负责完成对传感器节点所采集的数据信息进行管理，包括存储、查询、数据分析与统计等，系统采用一款轻型数据库SQLite来实现对采集数据的存储和管理，通过曲线图和表格方式可以显示各个监测指标的历史数据。嵌入式网关接收的数据信息可以通过WIFI、以太网接口传送到本地上位机。同时为了实现用户远程访问，本系统通过增加3G模块实现了数据的远程收发，解决了无线传感器网络受距离限制的问题。GPS模块可以为冷链配送车提供车辆定位、地图显示、路线导航等相关信息。

参见图4，在农产品上位机管理软件设计方面：

农产品冷链配送测控系统上位机管理软件主要功能包括监测车体环境、设置系统参数、控制现场设备，并根据接收的数据进行分析和处理，为生产者提供决策依据，是生产者与生产现场之间的纽带。因此，上位机管理软件的设计需要具有友好的人机交互界面和强大的数据处理功能，采用QT进行开发，操作系统为windows7。

对于本领域技术人员而言，然然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，由现场测控系统、嵌入式网关和用户终端组成；其特征在于：所述现场测控系统包括终端接点模块和Zigbee协调器；所述嵌入式网关由嵌入式网关模块、触屏液晶显示器、3G模块、CMOS摄像头和GPS模块组成；所述Zigbee协调器上连接有终端界定模块；所述3G模块、CMOS摄像头和GPS模块分别与嵌入式网关模块连接，且嵌入式网关连接触屏液晶显示屏以及Zigbee协调器。

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，其特征在于：所述嵌入式网关模块与WIFI模块、3G模块、GPS模块和CMOS模块连接；核心板包括3个UART接口、1个USB接口，数据线和液晶显示屏接口；底板包括电源电路、接口电路、小键盘、触摸屏、USB存储电路。

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，其特征在于：整个系统的无线传感器网络硬件包括数据采集模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块；所述电源模块包括智能电池监测芯片、电池充电管理芯片、保护芯片、单节锂电池、电源处理及外围接口电路；无线传感器为环境温湿度、气体浓度传感器。

4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的农产品冷链配送测控系统，其特征在于：嵌入式网关管理软件由环境测控模块、3G模块、GPS模块共同组成；环境测控模块由数据采集模块、数据处理模块、参数设置模块、数据管理模块和设备控制模块组成。