一種草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于農牧業(yè)等信息技術領域，具體涉及草原土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]草原土壤溫度和濕度是重要的草原生態(tài)信息，是影響草原植被生長的重要生態(tài)因素。土壤溫濕度的監(jiān)測對研究和保護草原植被及生態(tài)系統(tǒng)有重要意義。目前，草原土壤溫濕度的采集多采用人工和有線布網方式，人工方式需要花費大量的人力物力，且采樣率低，測量數(shù)據(jù)實時性與可靠性低，數(shù)據(jù)處理麻煩;有線布網方式雖然比較成熟，但由于采集點分散所使用的線纜成本較高，而且不易擴展、維修困難。針對上述狀況，本專利申請人研究開發(fā)了一種草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)克服上述缺陷。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的旨在克服現(xiàn)有人工使用相應儀器進行采點測量需要花費大量的人力物力，效率低，采樣率低，測量數(shù)據(jù)實時性與可靠性低，數(shù)據(jù)分析處理麻煩、采用有線布網的方式進行測量存在的線纜成本較高，功耗大，而且安裝及維修困難、不易擴展，安裝及維護成本高的問題，提供一種實用性較高、采集效率高、低功耗、成本較低的草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0004]為此，本實用新型采用以下技術方案:一種草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是，所述的草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)主機、監(jiān)測節(jié)點和上位機，所述的監(jiān)測節(jié)點將采集到的溫濕度通過無線網絡傳輸至所述的控制系統(tǒng)主機，并通過所述的上位機分析。
[0005]所述的控制系統(tǒng)主機包括微控制器、數(shù)據(jù)儲存模塊、電源模塊和ZigBee無線模塊，微控制器控制ZigBee無線模塊接收多個監(jiān)測節(jié)點的采集信號，通過數(shù)據(jù)儲存模塊集中處理儲存數(shù)據(jù)，通過所述的電源模塊提供電源。
[0006]所述的控制系統(tǒng)主機還包括IXD顯示屏和操作按鍵。
[0007]所述的監(jiān)測節(jié)點包括微控制器、傳感器、電源模塊和ZigBee無線模塊，微控制器控制傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過ZigBee無線模塊將信號傳送至所述的控制系統(tǒng)主機，通過所述的電源模塊提供電源。
[0008]所述的監(jiān)測節(jié)點還包括OLED液晶顯示屏和操作按鍵。
[0009]所述的控制系統(tǒng)主機還包括GSM模塊，所述的草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)還包括帶有短信功能的手持設備，如手機，平板手機。當系統(tǒng)中的主機及某個監(jiān)測節(jié)點電量不足，以及監(jiān)測節(jié)點出現(xiàn)故障連接不上主機時，可過GSM模塊發(fā)送相應的信息到系統(tǒng)管理員的手機或者其他帶短信功能的手持設備中，提管理員進行相應的處理。同時通過手機等手持設備發(fā)送一定格式的短信到GSM模塊中SIM卡對應的卡號，系統(tǒng)可返回相應的數(shù)據(jù)信息。
[0010]所述的控制系統(tǒng)主機和所述的監(jiān)測節(jié)點通過機箱包裹，機箱外層設置防水層。
[0011]使用本實用新型可以達到以下有益效果:本實用新型取代人工測量的方法，提高了數(shù)據(jù)采集的效率，提高了數(shù)據(jù)的可靠性與實時性，方便對草原土壤溫濕度進行監(jiān)測。本實用新型采用無線網絡傳輸數(shù)據(jù)，節(jié)省人力物力與安裝維護成本。本實用新型采用低功耗設計，MCU、無線模塊及傳感器均采用低功耗產品，系統(tǒng)在沒有進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)發(fā)送接收時進入休眠狀態(tài)，系統(tǒng)正常工作時間長達100多天，可滿足對草原土壤溫濕度長時間監(jiān)測的需求。本實用新型利用上位機對數(shù)據(jù)進行分析，方便對數(shù)據(jù)進行分析處理。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0013]圖2為本實用新型無線網絡的網型拓撲結構圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行詳細描述。
[0015]如圖1所示，本實用新型包括控制系統(tǒng)主機1、監(jiān)測節(jié)點2和上位機3，監(jiān)測節(jié)點2將采集到的溫濕度通過無線網絡傳輸至控制系統(tǒng)主機I，并通過上位機3分析。主機功能:負責控制整個系統(tǒng)的運行，接收來自多個監(jiān)測節(jié)點的數(shù)據(jù)，集中處理儲存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)拷貝，故障報警。監(jiān)測節(jié)點功能:負責溫濕度的采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過無線網絡傳輸至主機。上位機功能:將采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)學分析和圖形分析。
[0016]進一步地，控制系統(tǒng)主機I包括微控制器、數(shù)據(jù)儲存模塊、電源模塊和ZigBee無線模塊，微控制器控制ZigBee無線模塊接收多個監(jiān)測節(jié)點的采集信號，通過數(shù)據(jù)儲存模塊集中處理儲存數(shù)據(jù)，通過電源模塊提供電源。
[0017]更進一步地，控制系統(tǒng)主機I還包括IXD顯示屏和操作顯示屏顯示的按鍵。
[0018]進一步地，監(jiān)測節(jié)點2包括微控制器、傳感器、電源模塊和ZigBee無線模塊，微控制器控制傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)并通過ZigBee無線模塊將信號傳送至控制系統(tǒng)主機，通過電源模塊提供電源。
[0019]更進一步地，監(jiān)測節(jié)點2還包括OLED液晶顯示屏和操作按鍵。
[0020]作為優(yōu)選地，控制系統(tǒng)主機I還包括GSM模塊，草原土壤溫濕度無線監(jiān)測系統(tǒng)還包括帶有短信功能的手持設備4，如手機，平板手機。當系統(tǒng)中的主機及某個監(jiān)測節(jié)點電量不足，以及監(jiān)測節(jié)點出現(xiàn)故障連接不上主機時，可過GSM模塊發(fā)送相應的信息到系統(tǒng)管理員的手機或者其他帶短信功能的手持設備中，提管理員進行相應的處理。同時通過手機等手持設備發(fā)送一定格式的短信到GSM模塊中SIM卡對應的卡號，系統(tǒng)可返回相應的數(shù)據(jù)信息。
[0021]優(yōu)選地，控制系統(tǒng)主機I和監(jiān)測節(jié)點2通過機箱包裹，機箱外層設置防水層。
[0022]具體應用實施例:主機和監(jiān)測節(jié)點上的MCU為STM32F103系列低功耗單片機，主機MCU上移植嵌入式實時操作系統(tǒng)，對程序中的各任務運行進行有效管理，滿足了多任務的需求。采集數(shù)據(jù)的時間可設置，當沒有進行數(shù)據(jù)采集時，系統(tǒng)進入休眠模式，需要時則喚醒，進入正常工作模式。
[0023]如圖2所示，ZigBee無線通信采用CC2530芯片實現(xiàn)，ZigBee技術是