基于无线传感器网络技术的粮食存储环境监测系统1.1new
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基于无线传感器网络的农田智能监控与管理系统设计随着科技的不断进步,智能化农田管理系统的设计与开发成为现代农业领域的一个热门话题。
基于无线传感器网络的农田智能监控与管理系统,可以实现农田的实时监测和智能化管理,大大提高农田的产量和效益。
本文将介绍基于无线传感器网络的农田智能监控与管理系统的设计原理、主要功能和应用前景。
一、设计原理基于无线传感器网络的农田智能监控与管理系统的设计原理是将多个传感器节点布置在农田中,采集土壤湿度、温度、光照等环境参数,并将传感器数据通过无线网络传输给中心节点。
中心节点使用先进的数据处理和算法来分析和监控农田的状态,并将监测结果通过网络展示给农民。
传感器节点和中心节点之间通过无线通信技术进行数据传输,实现远程监控和管理。
二、主要功能1. 实时监测土壤环境参数:通过传感器节点采集土壤湿度、温度、光照等参数,实时监测农田的环境状况。
这些数据对农作物的生长和发展起到重要的作用,农民可以通过中心节点查看和分析土壤环境参数,及时调整灌溉、施肥和温度等农田管理措施,提高农作物的产量和质量。
2. 预警与报警系统:农田智能监控与管理系统能够通过传感器节点实时监测农田的状况,并根据预设的阈值进行分析和判断。
当农田出现异常情况,如土壤过湿、过干、温度过高或过低等,系统会自动发送预警信息给农民,提醒他们采取相应的措施,避免作物的受损。
3. 远程控制和操作:农田智能监控与管理系统可以通过中心节点实现远程控制和操作。
农民可以通过网络远程对农田进行灌溉、施肥、温度控制等操作,无需亲自前往农田。
这不仅方便了农民的操作,还节省了时间和人力资源。
4. 数据分析和决策支持:农田智能监控与管理系统通过先进的数据处理和算法,能够对大量的农田数据进行分析和挖掘,提供决策支持。
农民可以通过系统对农田的生长状态进行分析和对比,了解农作物的生长趋势和特点,并根据数据提供的建议进行管理,提高农田的产量和效益。
三、应用前景基于无线传感器网络的农田智能监控与管理系统具有广阔的应用前景。
基于无线传感器网络的环境监测系统设计和实现随着现代社会的高速发展和城市化的不断推进,环境污染逐渐成为人们关注的热点问题。
为了有效地预防和治理环境污染,需要对环境进行实时监控和管理。
基于无线传感器网络的环境监测系统应运而生,成为环境监测领域的重要工具。
本文将介绍基于无线传感器网络的环境监测系统的设计和实现。
一、无线传感器网络简介无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是一种利用无线通信技术构建的分布式、自组织、多传感器节点协作的网络系统。
WSN由大量的传感器节点、数据处理节点和控制节点组成,通过无线通信技术形成一个协同工作的整体。
每个传感器节点都具有一定的自主处理能力和通信能力,并能够自我组织形成网络。
传感器节点通常由微处理器、传感器、存储器和无线模块等构成。
二、环境监测系统的设计原理基于无线传感器网络的环境监测系统通常需要设计以下几个部分:1. 传感器网络部分传感器网络部分是整个系统的核心,主要由传感器节点和基站组成。
传感器节点负责采集环境参数,如温度、湿度、风速、气压等。
基站则负责接收、处理和传输数据。
2. 数据处理部分数据处理部分主要负责对传感器节点采集到的数据进行处理、分析、存储等操作。
这个部分需要使用一些数据处理技术和算法,如数据压缩、数据挖掘和机器学习等。
3. 数据显示部分数据显示部分主要是将处理后的数据以可视化的形式呈现给用户。
这个部分需要使用一些可视化工具和技术,如Web技术、图表控件、地图等。
三、基于无线传感器网络的环境监测系统的实现方法在实现基于无线传感器网络的环境监测系统时,需要考虑以下几个方面:1. 传感器节点的选择和部署选择合适的传感器节点对于提高系统的性能和精度至关重要。
传感器节点的部署也需要经过仔细的规划和布局。
2. 通信协议的选择需要选择合适的通信协议,如ZigBee、WiFi、LoRa等。
通信协议的选择将直接影响到系统的能耗、通信效率和可靠性。
《基于无线传感网的环境监测系统的研究与实现》篇一一、引言随着科技的不断进步,环境监测已经成为了一个重要的研究领域。
为了实现环境监测的高效性、实时性和准确性,无线传感网技术被广泛应用于此领域。
本文旨在研究并实现一个基于无线传感网的环境监测系统,通过分析系统需求、设计、实现及测试,验证了该系统的可行性和有效性。
二、系统需求分析环境监测系统的主要目标是实时收集并传输环境数据,以便于分析和管理。
基于无线传感网的特性,我们提出了一套完整的需求分析:1. 数据收集:系统应能够实时收集包括空气质量、水质、土壤质量、气象条件等在内的环境数据。
2. 传输网络:使用无线传感网络技术,将收集到的数据传输至中心服务器。
3. 数据处理:中心服务器应能对接收到的数据进行处理和分析,生成环境质量报告。
4. 用户界面:提供一个友好的用户界面,使用户能够方便地查看和分析环境数据。
三、系统设计基于上述需求分析,我们设计了以下系统架构:1. 硬件设计:采用无线传感器节点进行环境数据收集。
每个节点包括传感器、微处理器和无线通信模块。
2. 网络设计:采用无线传感网技术,将各个传感器节点与中心服务器连接起来,形成一个自组织的网络。
3. 软件设计:开发一套数据处理软件,用于接收、处理和存储环境数据,并生成环境质量报告。
同时,开发一个用户界面,使用户能够方便地查看和分析环境数据。
四、系统实现在系统实现阶段,我们主要完成了以下工作:1. 硬件实现:根据硬件设计,制作了无线传感器节点,并将其部署在需要监测的环境中。
2. 网络实现:利用无线传感网技术,将各个传感器节点与中心服务器连接起来,形成一个稳定、可靠的传输网络。
3. 软件实现:开发了数据处理软件和用户界面。
数据处理软件能够实时接收、处理和存储环境数据,并生成环境质量报告。
用户界面则提供了一个友好的界面,使用户能够方便地查看和分析环境数据。
五、系统测试与性能评估为了验证系统的可行性和有效性,我们对系统进行了测试和性能评估。
基于无线传感器网络的智能粮仓监测系统设计刘铁流(南京工业大学电子与信息工程学院,江苏 南京 210009)摘 要:针对我国粮食储藏过程中人工逐点测量效率低、准确性差等弊端,为减少粮食储藏过程中的损失,提出了一种基于无线传感器网络的粮仓监测系统。
本系统通过传感器实现对温度、湿度、虫害等多种数据信息的采集,并利用GP RS传输给远程监测中心。
监测管理软件完成对上传数据的实时查询,并对超标的参数进行报警,不仅仅保证了粮食的品质和质量,而且最终降低了劳动强度,实现了粮仓监测系统的实时性和智能化要求。
关键词:无线传感器网络;粮仓监测;实时性;智能化中图分类号:T P212 文献标识码:A 文章编号:1672-755X(2010)04-0006-06The Design of Intelligent Granary Monitoring System Basedon Wireless Sensor NetworkLIU Tie-liu(N anjing U niv ersit y o f T echno lo gy,N anjing210009,China)Abstract:With the disadv antage of low efficiency and poo r accur acy of manual m easurement po int by point in granary stor ag e in our co untry,an intelligent gr anary m onitor ing system based o n w ir eless sensor netwo rk is pr opo sed in order to reduce the losses in granary storag e.The sy stem co llects the data about tem perature,humidity and the pests throug h w ire sensor netw ork,and transits these data to remo te monito ring center by GPRS.The mo nitoring man-agement prog ram accom plishes the tasks of the real-time inquiry and gives an alarm if there are any ov er-standar d parameters.It can no t only guarantee the character and quality o f granary, but also r educe the intensity o f labor,so as to achieve real-tim e operation and intelligence of granary monitoring system.Key words:w ireless sensor netw ork;granary monito ring;r eal-time;intellig ence粮食存储的安全问题一直是一个比较复杂的问题,随着我国科技的快速发展和农业自动化程度的提高,粮仓管理技术得到了进一步改进。
基于无线传感器网络的环境保护监测系统设计无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由大量分布在空间中的节点组成的自组织网络。
这些节点通过无线通信协作来收集、处理和传输环境中的各种信息。
近年来,随着环境问题的日益严重,无线传感器网络被广泛应用于环境保护监测系统设计中。
本文将介绍基于无线传感器网络的环境保护监测系统的设计。
**一、系统架构设计**环境保护监测系统的主要目标是实时、准确地收集和处理环境参数,以便监测环境状态并采取相应的控制措施。
基于无线传感器网络的环境保护监测系统的架构设计如下:1. 传感器节点:传感器节点是系统的基本组成部分,负责感知环境参数,并将采集到的数据发送给中心节点。
传感器节点通常由传感器、微处理器和通信模块组成,能够实时采集和处理环境参数。
2. 中心节点:中心节点是整个系统的核心控制中心,负责接收传感器节点发送的数据,并作出决策和控制指令。
中心节点通常由强大的处理器和大容量存储器组成,能够应对复杂的数据处理和决策任务。
3. 网络通信:传感器节点和中心节点之间的通信采用无线方式进行。
传感器节点通过无线传感器网络协作进行数据传输,并通过中继节点将数据传输到中心节点。
通信协议需考虑网络拓扑、网络传输协议、数据安全等因素。
4. 数据处理和存储:中心节点接收到传感器节点发送的数据后,需要进行数据处理和分析。
在设计数据处理算法时,需考虑数据的实时性、精确性、稳定性等因素。
同时,为了保证系统的可靠性和容错性,需设置数据备份和存储机制。
**二、系统关键技术**基于无线传感器网络的环境保护监测系统涉及到多个关键技术,下面将介绍其中几个重要的关键技术。
1. 节能技术:由于传感器节点通常利用电池供电,节点能源有限。
为了延长节点寿命,需采用节能技术。
例如,通过调整节点工作模式、优化数据传输协议、降低节点功耗等方式来减少能量消耗。
2. 网络拓扑优化:网络拓扑结构对于数据传输效率和网络覆盖范围具有重要影响。
基于无线传感器网络的环境监测与数据采集系统设计一、引言随着科技的不断发展,环境监测与数据采集系统在各个领域起着至关重要的作用。
无线传感器网络技术的出现为环境监测与数据采集带来了许多便利和创新。
本文旨在设计一个基于无线传感器网络的环境监测与数据采集系统,以满足环境监测需求。
二、系统设计1. 系统框架设计本系统采用无线传感器网络作为基础架构,由多个传感器节点组成,一个基站作为数据中心。
传感器节点通过无线通信与基站进行数据传输与接收。
整个系统框架如下图所示:[插入系统框架图]2. 传感器节点设计传感器节点是系统中最基本的组成部分,它负责收集和传输环境数据。
每个传感器节点包括传感器、微处理器、存储器、无线模块等。
传感器用于检测环境参数,如温度、湿度、光照强度等。
微处理器负责数据处理和控制。
存储器用于临时存储采集的数据。
无线模块用于与其他节点和基站进行通信。
3. 数据传输和接收协议设计为了实现传感器节点与基站之间的可靠数据传输,本系统采用了一种高效的数据传输和接收协议。
该协议主要包括以下几个方面的设计:(1)节点间数据传输:传感器节点之间通过无线通信将数据传输到基站。
数据传输采用分布式的方式,每个节点将数据与其他节点共享,以提高系统的可靠性和稳定性。
(2)数据接收与存储:基站负责接收来自传感器节点的数据,并将数据存储在数据库中。
为了提高系统的可扩展性和容错性,可以采用分布式数据库和备份策略。
(3)数据处理和分析:基站对接收到的数据进行处理和分析,提取有用的信息。
可以利用统计分析、机器学习等方法对数据进行进一步挖掘,以获取更深层次的环境信息。
4. 系统部署和维护本系统需要合理部署传感器节点和基站,以实现数据的全面覆盖和及时采集。
传感器节点需要安装在需要监测的区域,确保能够准确感知环境参数。
基站需要部署在离传感器节点较近的位置,以保证与节点的通信质量。
系统的维护包括节点状态监测、数据质量监控和故障处理等。
可以通过远程监控系统对节点运行状态进行实时监测,及时发现和解决问题。
基于无线传感器网络的环境监测系统无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种利用无线通信技术和分散式传感器节点构成的自组织网络。
它通过无线传感器节点之间的协作,实时采集、处理和传输环境信息,具有广泛的应用前景。
基于无线传感器网络的环境监测系统可以对环境参数进行实时监测和数据采集,用于环境保护、资源管理、灾害预警等领域。
一、无线传感器网络的工作原理无线传感器网络由大量的无线传感器节点组成,这些节点通常由微处理器、传感器、无线通信模块和电源组成。
它们通过无线通信创建一个自组织、分布式的网络,在监测区域内部署形成感知层。
传感器节点通过感知环境参数(如温度、湿度、光照强度等)并将数据通过网络传输给基站,形成一个数据收集层。
基站作为数据的汇集和处理中心,负责数据的存储、处理和分析,同时可以与其他网络进行连接,如互联网,形成一个应用层。
在无线传感器网络中,传感器节点通常由两种方式工作:协同式和分布式。
在协同式工作模式下,节点之间通过协作来完成共同的任务,例如数据的传输和处理。
而在分布式工作模式下,节点独立地执行任务,节点之间不会进行通信。
这两种工作模式的选择取决于具体的应用场景和需求。
无线传感器网络自组织的特点使得它具有灵活性、可扩展性和自适应性。
传感器节点可以动态地加入或离开网络,使得网络能够自动适应环境的变化。
此外,无线传感器节点通常采用低功耗设计,以延长其工作寿命。
二、环境监测系统的设计与实现基于无线传感器网络的环境监测系统的设计和实现可以分为硬件部分和软件部分。
硬件部分主要包括传感器节点的选择和部署、数据采集和传输设备等。
在选择传感器节点时,需要根据具体的监测需求选择适合的传感器类型,例如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
传感器节点的部署需要考虑监测区域的大小和形状,以及节点之间的通信距离和信号强度。
数据采集和传输设备负责节点之间的数据传输和接收,如无线通信模块和基站设备。
无线传感器网络在农业环境监测中的应用1. 引言无线传感器网络(WSN)是一种能够感知、处理和传输物理环境信息的无线网络系统。
它由大量的分散式无线传感器节点组成,这些节点能够实时监测环境参数,并将数据传输到数据中心进行处理和分析。
在农业领域,无线传感器网络可以广泛应用于农业环境监测,包括土壤湿度、温度、气象参数等重要指标的监测与控制。
2. WSN在土壤湿度监测中的应用土壤湿度是一个重要的环境参数,对于农作物的生长和发展至关重要。
通过在不同地点布置无线传感器节点,在不同深度和不同地点实时监测土壤湿度变化,可以更好地了解农田的水分状态。
基于无线传感器网络所获取的土壤湿度数据,农民可以更加合理地进行灌溉,提高水资源的利用率,优化农作物的生长条件。
3. WSN在温度监测中的应用温度是另一个重要的环境参数,对于农业产量和质量的影响非常大。
通过在农田和温室中部署无线传感器节点,可以实时监测农作物生长环境的温度。
将这些数据传输到数据中心,农民可以利用这些数据进行农作物的生长管理,调节温室的通风、加热等设备,提供更加适宜的环境参数来促进农作物的健康生长。
4. WSN在气象参数监测中的应用除了土壤湿度和温度,气象参数也是农业环境监测中的重要内容之一。
通过在农田和周边地区部署无线传感器节点,可以实时监测气象参数如降雨量、风速、日照时数等。
通过这些数据,农民可以更好地了解环境状况,及时采取措施来应对气候变化对农作物生长的影响,减少自然灾害对农作物的破坏。
5. WSN在农药施用中的应用农药的合理施用对于农业生产至关重要。
通过在农田中部署无线传感器节点,可以监测农作物的生长状况以及病虫害的发生情况。
结合实时的气象参数和土壤湿度数据,农民可以精确控制农药的施用量,避免过度施药或者施药不足的情况发生,提高农药的利用率,减少对环境的污染。
6. WSN在农业大棚中的应用农业大棚是现代农业生产中重要的一部分,它能够提供良好的生长环境来促进农作物的生长。
基于无线传感器网络技术的仓储粮食温度监测系统2011基于无线传感器网络技术的仓储粮食温度监测系统【产品介绍】1.产品介绍本产品是针对我国粮食存储的实际特点,创新地将无线传感器网络技术应用在粮食存储领域,开拓了物联网技术在粮食仓储领域的应用模式。
本产品以无线网络与智能感知技术为核心,在不改变现有粮食存储与管理方式的基础上,提供一套先进完整的适用于各级粮食存储单位使用的粮食存储环境监测解决方案。
我国长期把发展农业作为基本国策,把粮食储备作为国家重大安全事项,自2004年2011年,我国粮食行业实现了连续8年的产量持续增长,在粮食产量逐年递增的情况下,国家对于粮食品质和存储安全提出了越来越高的要求。
在粮食流通环节中,收储管理是保证粮食安全的重要一环,在粮食存储期间,由于粮食的后熟、水分过高、害虫、微生物和杂质过高都会引起粮温升高,造成局部粮食霉变。
目前,由于储粮条件简陋、储粮技术水平低,储粮损失大,平均损失率高达8%-10%,每年我国仅农户储粮损失就达1500万~2000万吨,造成直接经济损失180亿~240亿元。
粮食产后损失是个世界性的问题,根据联合国粮农组织的调查,全世界每年粮食霉变损失3%,虫害损失5%,合计8%(资料来源:董振国、王汝堂等,《我国农村粮食产后损失约8%~10%》,“三农在线”2006年10月16日)。
为此国家已经启动了粮食产后减损安全保障工程,计划到2016年,将在全国24个省(区)改善储粮监测条件,并通过示范效应影响全国,把储粮的损失率减少到3%-5%,即每年减少粮食损失55亿公斤左右,这相当于增加1200多万亩高标准粮田。
如何根据粮食存储的实际要求,及早实现粮食温度的实时监测,达到粮食霉变的早期预防和科学保粮的目的,是各级粮库或粮食加工企业所面临的现实难题。
本项目是遵循无线传感器网络技术的技术原理,根据仓储粮食温度监测的国家标准以及相关技术文献,利用无线传感器网络产品价格低廉、自由部署、无线通信、自组织网络等技术优势,研制出一套低能耗、高速率、防护能力强、多路温度采集的无线远传粮食温度监测与分析系统。
系统的工作原理是通过对粮食温度变化进行实时监测,采集到的温度数据以无线通信的形式,经无线传感器网络上传到远程监测服务器中,实现温度数据的实时跟踪与监测。
为了提升仓储粮食的管理水平,系统对采集到的大量温度数据进行汇总,统计与分析(利用数据聚集、决策树等技术),探索粮食温度变化与季节、气候、存储工艺、粮食质量等诸多因素的关系。
产品主要特点如下:●物联网络,创新应用在国家大力倡导的物联网产业的背景下,本产品中所采用的物联网网络技术是国际先进的无线自组织网络,设备间的组网过程具有智能自组织的特点,无需人工干预,网络节点能够感知其他节点的存在,并确定连接关系,组成结构化的网络。
●可信产品,工业品质温度环境监测设备选用国际先进的智能芯片,所有器件均按工业级别标准进行采购,可达到-40℃的抗寒能力以及IP6级别的防尘防水等级,不仅如此,产品采用超低功耗设计,在4节1.5V电池供电的情况下,电能续航能力在2年以上。
测温产品的测量精度为±0.5℃,可以实时监测粮食存储环境的温度变化。
温度环境监测设备,支持多点温度并行监测,并且针对一些特殊环境下的监测点可适当增减传感器的数量,使系统达到“无死角”的监测。
●实用便利,易于部署在采用有线数据传输方式的监测系统解决方案中,电缆和光缆的使用数量较多,施工布线受电源、环境等因素的限制,安装铺设困难,后期维护复杂,施工成本偏高,并且有线网络一旦形成就不可随意拆卸,极大地降低了粮食存储监测系统实施使用的灵活性。
在本产品中,各设备之间采用无线的方式进行数据传输,相比于有线方案,传感器的安装位置不受环境因素制约,可按照用户的实际需要,在无线信号的覆盖范围内任意位置部署;设备部署与使用期间,无需大量布线,易于安装于维护。
●节省投入,长期收益本系统采用无线数据传输方案,无需支付任何布线费用,所使用的无线通信频段,是国家无线电管理委员会批准的公共免费无线频段,在数据传输过程中,用户无须承担任何通讯费用和系统运行费用,在保证使用便利性的同时大幅降低了系统的实施难度,同时也为客户节省了实施与维护成本。
2.解决方案2.1技术导则在制定本方案期间,经过严格的产品与标准调研工作,结合本方案内容,我们严格遵循粮食仓储行业的《粮情电子检测分析控制系统技术规程》、《中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求》以及相关电子产品设计规范,已保证方案的科学性,先进性与安全性。
具体标准如下:●粮情电子检测分析控制系统技术规程;●中央直属储备粮库粮情测控系统技术质量要求;●GB 4943—2001 信息技术设备的安全;●GB/T 6113—1995 无线电干扰和抗扰度测量设备规范;●GB/T 2423.1—2001电工电子产品基本环境试验规程试验A高温试验方法;●GB/T 2423.2—2001电工电子产品基本环境试验规程试验B高温试验方法;●GB/T 2423.4—2001电工电子产品基本环境试验规程试验Db交变湿热试验方法;●GB/T 2423.5-1995 电工电子产品基本环境试验规程试验Ea冲击试验方法;●GB/T 2423.5-1995 电工电子产品基本环境试验规程试验Fc振动正弦试验方法;●GB/T 17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验;●GB/T 17626.2-1998 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验;●GB/T 15844.1—1995 移动通信调频无线电话机通用技术条件;●GB/T 15277—94 信息处理6bit分组密码算法的工作方式;2.2同类产品对比目前,国内外对仓储粮食温度的检测产品,按照技术路线的不同,可分为便携式手持粮温检测仪,现场总线控制和短距离无线通信三种技术方案,均能够达到以预防为主,降低粮食霉变几率,最大限度地减少粮食收获后的损失的目的。
下面结合国内外的研发现状对各项技术进行比较与分析:(1)便携式手持粮温检测仪。
便携式粮温检测仪是目前人工抄录粮温数据的主要方式,设备类型属于全集成化数字仪表,采用标准的CMOS数字集成电路技术,测温仪具有投资省、体积小、操作简单、易于携带等特点。
便携式粮温检测仪的温度采集过程是通过粮囤内的温度探杆与便携式粮温检测仪的采温端口连接,探杆将温度模拟信号发送到监测仪中,信号经模/数转化后以数字形式显现;最后,检测人员进行现场纸质手工记录。
图 1 便携式粮温检测仪便携式粮温检测仪的突出优点是价格低廉,易于使用,无需布线,对场地没有特殊要求,广泛应用于小型粮库和室外粮囤。
但是,这种方式的存在人工抄录数据的痼疾,需要投入很大的人力进行现场数据抄收和二次录入,经常出现错抄,漏读的情况,并且这种方式不具备信息化监测的任何特征,不能实现数据存储与分析,更不能实现远程实时监测。
(2)现场总线控制方式。
目前,大多数仓储粮食温度监测系统的技术路线是采用总线控制方式,粮食温度数据通过部署在粮库的总线进行有线的数据传输,根据总线类型的不同可分为CAN,MODBUS和串口总线等多种技术方案。
1#粮仓2#粮仓n#粮仓图 2 总线解决方案这种方式的主要优点在于利用成熟的总线控制技术,数据采集与传输的可靠性较高、实时性好、技术风险低。
但是总线技术必须在现场铺设线缆,对粮仓的场地建设标准要求较高,普遍用于大型水泥或钢板粮仓,不能应用于非固定集中储粮的现场,此外,在现场实施期间对于安装位置,操作流程,固定方式都需要有严格的实施标准,实施难度和成本较高。
表格 1 有线与无线方案技术对比2.3系统结构本项目所采用的监测方案是物联网技术的一种典型案例,系统按照物联网体系架构可分为:感知层、网络层与应用层,共三个层次。
其中,感知层是由带有传感器的无线终端组成,多个设备之间可以进行无线数据转发;网络层用于无线网络数据传输,并且可与局域网或者物联网进行对接;应用层是通过计算机软件系统,手机或其他设备,将传感器所采集的数据信息提供给用户。
手机数据采集点路由器基站图 3 系统层次图按照系统的组织结构,系统可分为现场采集点,无线网络和监控中心三部分。
首先,现场采集设备负责采集环境数据(温度),然后,这些环境数据由采集设备内的无线模块发送给无线网络设备;其次,由无线路由器和基站共同构成的无线网络将环境数据上报给监控中心;最后,监控中心将原始的环境数据转化为业务数据并进行存储,供用户查阅与分析,当发生异常时,系统还将向用户显示报警信息。
图 4 系统结构图2.4系统组成监测系统是由无线温度检测仪,智能无线路由器,基站和一套专用应用系统共同构成,各部分的具体功能如下:1.无线温度监测仪:无线温度监测仪是指可外接测温带或者温度探杆的无线环境温度监测设备。
无线温度检测仪采用低功耗产品设计,具有突出的节能安全特点,每台无线温度检测仪最多可接入8根测温带。
无线温度检测仪由无线路由器节点负责管理,采用休眠/唤醒的工作方式,大大节省了电量的消耗;图 5 无线温度监测仪2.无线路由器:无线路由器是整个无线网络的骨干,负责数据的转发,网络信息采集,自动组网和其他网络层协议的实现。
每个无线路由器管理一组终端设备,无线路由器间相互组成自组态网络,整个网络向上级基站发送数据或向下发送由无线路由器发送下的命令信息,每个无线路由器可以管理20个终端或者其他无线路由器;图 6 智能无线路由器3.基站:基站设备是作为链接有线网络和无线网络的枢纽,负责上、下行数据的处理,以及网络信息的维护。
基站管理一组无线路由器,实时管理和维护整个网络的拓扑变化。
每个基站下可以同时管理50个无线路由器;图7 基站4.监测系统:监测系统是一个综合的、基于网络数据流的数据处理与服务系统。
其主要功能包括:无线网络管理,现场监测,历史数据查询统计,异常信息提示,数据分析等。
图8 应用系统截图3.现有产品3.1无线温度监测仪无线温度监测仪,内置无线收发模块与温度监测传感器,可外接温度探杆或者测温带,负责采集粮堆的温度,并将温度数据通过无线方式发送给基站或路由器。
测量范围:-20℃~+60℃;测量精度:±0.5℃;工作温度范围:-40℃~+85℃;工作湿度范围:≤85%RH;传输距离:节点中的无线射频单元,采用符合国际标准的射频芯片,可根据需要现场需要,进行功率调整,达到最低功耗的使用。
在不表 1 温度监测仪3.2智能无线路由器表 2 智能无线路由器3.3基站表 3 智能基站3.4软件系统场地监测“场地监测”是进行粮食存储环境实时监测的主要手段。
在该功能中,系统采用图形化的显示方式监测当前场地内各个粮食存储点(粮仓,筒仓和粮囤)的温度变化情况,用户能够从宏观角度综合地观测到各场地温度环境状态。