CN201220065144-基于物联网的果园...-实用新型

基于物联网的果园环境信息监控系统申请号：201220065144.1申请日：2012-02-27申请(专利权)人山东农业大学地址271000 山东省泰安市岱宗大街61号发明(设计)人柳平增王文山臧官胜高钰舒邓振民张云飞程述汉主分类号G01D21/02(2006.01)I分类号G01D21/02(2006.01)I公开(公告)号202547690U公开(公告)日2012-11-21专利代理机构泰安市泰昌专利事务所 37207代理人姚德昌(10)授权公告号 CN 202547690 U(45)授权公告日 2012.11.21C N 202547690 U*CN202547690U*(21)申请号 201220065144.1(22)申请日 2012.02.27G01D 21/02(2006.01)(73)专利权人山东农业大学地址271000 山东省泰安市岱宗大街61号(72)发明人柳平增 王文山 臧官胜 高钰舒邓振民 张云飞 程述汉(74)专利代理机构泰安市泰昌专利事务所37207代理人姚德昌(54)实用新型名称基于物联网的果园环境信息监控系统(57)摘要本实用新型公开了一种基于物联网的果园环境信息监控系统，其特征在于，包括相互连接的数据采集传输终端和数据管理服务器端，所述的数据采集传输终端包括微处理器模块，与微处理器模块连接有时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块、无线传输模块；本实用新型与现有技术相比，具有测量精确、操作方便、通用性高的优点。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页1/1页1.一种基于物联网的果园环境信息监控系统，其特征在于，包括相互连接的数据采集传输终端和数据管理服务器端，所述的数据采集传输终端包括微处理器模块，与微处理器模块连接有时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块、无线传输模块。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于：所述的数据采集传输终端与数据管理服务器端无线连接。

3.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于：所述的环境信息检测模块包括光照传感器、风速风向传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤电导率传感器以及土壤温湿度传感器。

4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于：与数据管理服务器端连接的数据采集传输终端并联设有多个。

5.根据权利要求4所述的监控系统，其特征在于：所述并联的多个数据采集传输终端与数据管理服务器端间设有用于汇集数据采集传输终端数据并将其发射给数据管理服务器端的采集模块。

权 利 要 求 书CN 202547690 U基于物联网的果园环境信息监控系统技术领域[0001] 本实用新型涉及一种基于物联网的果园环境信息监控系统。

背景技术[0002] 多年来在果园环境信息监控方面，一般是靠果农的经验来定性地估计各种环境因子，无法对生产过程中的各种环境信息进行精确测量，实现最优化生产。

[0003] 目前有些高校已经开发了农业信息智能监控系统，其在农业智能管理起到了一定功效，但系统在操作的方便性及精准性方面还有待进一步改进，系统的可靠性及通用性也有待进一步提高。

发明内容[0004] 本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种基于物联网的果园环境信息监控系统，本实用新型与现有技术相比，具有测量精确、操作方便、通用性高的优点。

[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术。

[0006] 一种基于物联网的果园环境信息监控系统，包括相互连接的数据采集传输终端和数据管理服务器端，所述的数据采集传输终端包括微处理器模块，与微处理器模块连接有时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块、无线传输模块。

[0007] 上述的监控系统，所述的数据采集传输终端与数据管理服务器端无线连接。

[0008] 上述的监控系统，所述的环境信息检测模块包括光照传感器、风速风向传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤电导率传感器以及土壤温湿度传感器。

[0009] 上述的监控系统，与数据管理服务器端连接的数据采集传输终端并联设有多个。

[0010] 上述的监控系统，所述并联的多个数据采集传输终端与数据管理服务器端间设有用于汇集数据采集传输终端数据并将其发射给数据管理服务器端的采集模块。

本实用新型的有益效果表现在：[0011] 本系统分为由数据采集传输终端和数据管理服务端组成，数据采集结点间采用无线组网方式进行信息传输，采集终端与服务端之间通过移动无线网络协议进行信息传输。

[0012] 数据采集传输终端包括微处理器模块、时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块、无线传输模块。

[0013] 微处理器模块编程控制时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块以及无线传输模块。

[0014] 时钟模块和电压转换模块是来实现微处理器模块芯片各个引脚之间的电压转换和时钟脉冲的控制。

[0015] 环境信息检测模块主要靠光照传感器、风速风向传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤电导率传感器以及土壤温湿度传感器来实现，各传感器的信号线连接在微处理器模块芯片的引脚上，以实现对环境信息的检测。

[0016] 无线传输模块主要实现无线组网，负责各采集点采集命令及采集数据的发送和接受，完成数据向总结点的汇总。

[0017] 由此可见，本实用新型设计的果园环境信息监控系统紧贴当代农业需求，具有良好的推广和应用价值。

从使用效果看，系统可以及时地提供详细、准确的环境信息，为区域性管理提供科学及时的决策依据和可靠信息，具有显著的社会效益和较大的经济效益。

附图说明[0018] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；[0019] 图1是果园环境信息监控系统方案设计；[0020] 图2是数据采集终端结构图；[0021] 图3是数据传输系统图；[0022] 图4是数据采集结点工作流程图；[0023] 图5是数据转发总结点程序流程图；[0024] 图6是系统功能流程图；[0025] 图1中 1是系统安装平台，2是数据采集终端，3是CC1100模块，4是 RS232/TTL 电平转换模块，5是GPRS模块，6是Internet网络，7是数据管理服务器。

[0026] 具体实施方式：[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

[0028] 如图1中，系统分为数据采集传输终端和数据管理服务端，数据采集结点间采用无线组网方式进行信息传输，采集终端与服务端之间通过移动无线网络协议进行信息传输。

[0029] 如图2所示，数据采集终端包括微处理器模块、时钟模块、电压转换模块、环境信息检测模块、无线传输模块。

[0030] 微处理器模块以微处理器MSP430为核心，配置了晶振、电压转换及JTAG仿真调试接口等部件。

为增加微处理器板的通用性，输出接口均采用统一的10针插座进行连接，插座的第1脚接电源，第10脚接地，其余按顺序连接各输出引脚。

[0031] 时钟模块和电压转换模块是来实现MSP430芯片各个引脚之间的时钟脉冲和电压转换的控制，其中电压转换由光电耦合器实现，为系统的安全性和稳定性提供了保障。

[0032] 环境信息检测模块由光照传感器、风速风向传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤电导率传感器以及土壤温湿度传感器来实现，系统中所用的传感器具有高稳定性、抗干扰能力强、传送距离远、测量精度高以及响应速度快等特点，具体性能如下：空气温湿度传感器的温度测量精度为±0.5℃，湿度测量精度为±4.5%；土壤温度传感器的测量精度为±0.2℃；土壤湿度传感器的测量精度为±3%；风速传感器的测量精度为±0.3 m/s；风向传感器的测量精度为±5%；二氧化碳传感器的测量精度为±10ppm；电导率传感器的测量精度为±0.3 dS/m。

所用传感器输出的信号有模拟量和数字量两种。

输出模拟量的传感器需要把信号线接到MSP430有A/D转换功能的I/O引脚上，进行信号的处理；输出数字量的传感器只需把信号端子接处理器普通I/O口。

传感器输出的信号经调理电路处理后传送到数据采集终端MCU内部的模数转换器。

MCU在接收到采集命令后启动ADC，进行模数转换并取走数据，然后把经过处理的数据通过串行口传输到CC1100模块暂存。

[0033] 无线传输模块包括CC1100无线组网和GPRS远程数据传输两部分。

数据传输流程如图3所示。

CC1100模块主要实现无线组网，负责各采集点采集命令及采集数据的发送和接受，完成数据向总结点的汇总。

如图4所示，数据采集结点的工作流程图中，下位机系统初始化完成后，会一直循环检测是否收到数据服务端发出的采集数据命令。

当确定收到采集命令时，下位机开始工作，采集数据，并把所采集到的数据通过CC1100射频模块发送到总结点。

GPRS远程数据传输模块与总结点的微处理器相连接，通过RS232与MSP430芯片的USART连接，其中RS232模块完成RS232与TTL电平的转换，如图5所示，GPRS模块主要实现采集传输端与上位机数据管理服务端的通信，负责接收上位机发来的采集命令给采集端，以及把汇集到总结点的采集数据传回到服务端数据库中。

[0034] 数据管理服务端即信息监控中心系统采用普通计算机，主要包括PC机软件、服务器应用界面和环境信息数据库等部分。

数据管理系统使用了Microsoft公司的Microsoft Visual C++ 6.0，用 C++语言进行开发。

其集成开发环境有界面友好，开发效率高的特点。

[0035] 数据管理服务端的设计流程如图6所示，PC机软件采用JSP语言进行开发，使用开放源代码的MySQL数据库，具体功能包括：用户通过输入用户名和密码进行身份验证，通过权限验证后可以来实时查询终端采集的信息，并查看所采集环境因子数据的变化曲线，同样，可对以前的数据进行查询，也可删除；登录后，用户可点击“开始”或“停止”指令来控制数据采集终端，从而实现果园环境信息数据的科学管理。