本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術領域，尤其是涉及高效率信息采集器。
背景技術：
在傳動農業(yè)中，勞動者是通過經(jīng)驗來感知光照強度、空氣濕度、降雨量等自然因素來進行勞作，這樣，并不能精準地把握各個參數(shù)的具體數(shù)值，因而亦不能保證農作物良好的生產(chǎn)產(chǎn)量。為改變此狀，目前，國內已有針對農業(yè)種植的智能控制系統(tǒng)，但是它們存在傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)監(jiān)測精度低、網(wǎng)絡能耗高的缺點。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術的缺陷，提供高效率信息采集器，能精準把握土壤溫濕度、光照強度及降雨量等自然環(huán)境參數(shù)，以便于對農作物的生長狀況進行監(jiān)控。
本發(fā)明的目的主要通過以下技術方案實現(xiàn)：
高效率信息采集器，包括多個終端節(jié)點、路由節(jié)點以及協(xié)調器節(jié)點，終端節(jié)點包括處理器1模塊、均與處理器1模塊相連的數(shù)據(jù)采集1模塊、無線收發(fā)1模塊及電源1模塊，路由節(jié)點包括處理器2模塊、均與處理器2模塊相連的數(shù)據(jù)采集2模塊、無線收發(fā)2模塊、LED模塊及電源2模塊，協(xié)調器節(jié)點包括處理器3模塊、均與處理器3模塊相連的無線收發(fā)3模塊、串行通信模塊及電源3模塊，無線收發(fā)1模塊將數(shù)據(jù)采集1模塊采集的數(shù)據(jù)通過Zigbee網(wǎng)絡傳送給無線收發(fā)2模塊和無線收發(fā)3模塊，無線收發(fā)2模塊將數(shù)據(jù)采集2模塊采集的數(shù)據(jù)通過Zigbee網(wǎng)絡傳送給無線收發(fā)3模塊，數(shù)據(jù)采集1模塊和數(shù)據(jù)采集2模塊均配置有溫濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器，處理器1模塊和處理器3模塊的主控芯片均為S3C2440A，處理器2模塊的主控芯片為PIC18F66J11。
本發(fā)明應用時，在每個監(jiān)測區(qū)都部署有終端節(jié)點、路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點，其中，終端節(jié)點主要用于采集各種數(shù)據(jù)信息，以獲取農作物生長的自然環(huán)境參數(shù)。路由節(jié)點主要負責數(shù)據(jù)的路由和融合處理，并將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調器節(jié)點，由于該節(jié)點可對數(shù)據(jù)進行融合處理，因而可減少數(shù)據(jù)信息冗余、節(jié)省能量、提高信息準確度以及提高采集效率，同時，也可減輕協(xié)調器節(jié)點的負擔，提高數(shù)據(jù)融合處理的算法速度。協(xié)調器節(jié)點主要擔任控制器的作用，負責啟動網(wǎng)絡，配置網(wǎng)絡地址，收發(fā)數(shù)據(jù)。終端節(jié)點中，數(shù)據(jù)采集1模塊用于采集數(shù)據(jù)，由處理器1模塊負責數(shù)據(jù)的通訊算法，控制無線收發(fā)1模塊將該數(shù)據(jù)以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發(fā)2模塊。在路由節(jié)點中，由處理器2模塊對該數(shù)據(jù)進行路由和融合處理，并控制無線收發(fā)2模塊以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發(fā)3模塊。同時，路由節(jié)點中亦可通過數(shù)據(jù)采集2模塊采集數(shù)據(jù)，同樣，由無線收發(fā)2模塊傳送給無線收發(fā)3模塊，由處理3模塊負責對這些數(shù)據(jù)進行通訊算法和處理算法，控制串行通信模塊以GPRS網(wǎng)絡傳送給上位機。
其中，處理器是每一節(jié)點的最核心部分，負責數(shù)據(jù)的處理、能量管理、軟件通訊協(xié)議及其他模塊工作管理。本發(fā)明中，選用S3C2440A作為處理器1模塊和處理器3模塊的主控芯片，它具有功耗低、數(shù)據(jù)處理能力強及成本低的優(yōu)點；選用PIC18F66J11作為處理器2模塊的主控芯片，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、存儲和融合。溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器分別用于采集溫度、濕度、光照強度及降雨量信息。LED模塊主要用于顯示溫濕度、光照強度和降雨量的數(shù)值。
進一步地，所述溫度傳感器和濕度傳感器采用TYX-CTWS1型土壤溫濕度傳感器。TYX-CTWS1是將土壤水分和土壤溫度傳感器集中于一體，這樣可簡化儀器，方便對土壤信息的測量。同時，它還具有穩(wěn)定性好、功耗低、使用壽命長的優(yōu)點。
進一步地，所述光照強度傳感器為BH1750。BH1750內置有模數(shù)轉換器，無需再接外部元件即可輸出數(shù)字信號，這樣大大的減少了功耗和成本。
進一步地，所述降雨量傳感器為翻斗式雨量計。翻斗式雨量計具有精度高、成本低、體積小、便于操作的優(yōu)點。
本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明應用時，在每個監(jiān)測區(qū)都部署有終端節(jié)點、路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點，其中，終端節(jié)點主要用于采集各種數(shù)據(jù)信息，以獲取農作物生長的自然環(huán)境參數(shù)。路由節(jié)點主要負責數(shù)據(jù)的路由和融合處理，并將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調器節(jié)點，由于該節(jié)點可對數(shù)據(jù)進行融合處理，因而可減少數(shù)據(jù)信息冗余、節(jié)省能量、提高信息準確度以及提高采集效率，同時，也可減輕協(xié)調器節(jié)點的負擔，提高數(shù)據(jù)融合處理的算法速度。協(xié)調器節(jié)點主要擔任控制器的作用，負責啟動網(wǎng)絡，配置網(wǎng)絡地址，收發(fā)數(shù)據(jù)。其中，溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器分別用于采集土壤溫度、土壤濕度、光照強度及降雨量信息，以便于對農作物的生長環(huán)境進行監(jiān)控。LED模塊主要用于顯示溫濕度、光照強度和降雨量的數(shù)值。
附圖說明
圖1為本發(fā)明所述的高效率信息采集器的結構框圖。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1
如圖1所示，高效率信息采集器，包括多個終端節(jié)點、路由節(jié)點以及協(xié)調器節(jié)點，終端節(jié)點包括處理器1模塊、均與處理器1模塊相連的數(shù)據(jù)采集1模塊、無線收發(fā)1模塊及電源1模塊，路由節(jié)點包括處理器2模塊、均與處理器2模塊相連的數(shù)據(jù)采集2模塊、無線收發(fā)2模塊、LED模塊及電源2模塊，協(xié)調器節(jié)點包括處理器3模塊、均與處理器3模塊相連的無線收發(fā)3模塊、串行通信模塊及電源3模塊，無線收發(fā)1模塊將數(shù)據(jù)采集1模塊采集的數(shù)據(jù)通過Zigbee網(wǎng)絡傳送給無線收發(fā)2模塊和無線收發(fā)3模塊，無線收發(fā)2模塊將數(shù)據(jù)采集2模塊采集的數(shù)據(jù)通過Zigbee網(wǎng)絡傳送給無線收發(fā)3模塊，數(shù)據(jù)采集1模塊和數(shù)據(jù)采集2模塊均配置有溫濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器，處理器1模塊和處理器3模塊的主控芯片均為S3C2440A，處理器2模塊的主控芯片為PIC18F66J11。
本發(fā)明應用時，在每個監(jiān)測區(qū)都部署有終端節(jié)點、路由節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點，其中，終端節(jié)點主要用于采集各種數(shù)據(jù)信息，以獲取農作物生長的自然環(huán)境參數(shù)。路由節(jié)點主要負責數(shù)據(jù)的路由和融合處理，并將各個傳感器采集的數(shù)據(jù)傳送給協(xié)調器節(jié)點，由于該節(jié)點可對數(shù)據(jù)進行融合處理，因而可減少數(shù)據(jù)信息冗余、節(jié)省能量、提高信息準確度以及提高采集效率，同時，也可減輕協(xié)調器節(jié)點的負擔，提高數(shù)據(jù)融合處理的算法速度。協(xié)調器節(jié)點主要擔任控制器的作用，負責啟動網(wǎng)絡，配置網(wǎng)絡地址，收發(fā)數(shù)據(jù)。終端節(jié)點中，數(shù)據(jù)采集1模塊用于采集數(shù)據(jù)，由處理器1模塊負責數(shù)據(jù)的通訊算法，控制無線收發(fā)1模塊將該數(shù)據(jù)以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發(fā)2模塊。在路由節(jié)點中，由處理器2模塊對該數(shù)據(jù)進行路由和融合處理，并控制無線收發(fā)2模塊以Zigbee無線通訊方式傳送給無線收發(fā)3模塊。同時，路由節(jié)點中亦可通過數(shù)據(jù)采集2模塊采集數(shù)據(jù)，同樣，由無線收發(fā)2模塊傳送給無線收發(fā)3模塊，由處理3模塊負責對這些數(shù)據(jù)進行通訊算法和處理算法，控制串行通信模塊以GPRS網(wǎng)絡傳送給上位機。
其中，處理器是每一節(jié)點的最核心部分，負責數(shù)據(jù)的處理、能量管理、軟件通訊協(xié)議及其他模塊工作管理。本發(fā)明中，選用S3C2440A作為處理器1模塊和處理器3模塊的主控芯片，它具有功耗低、數(shù)據(jù)處理能力強及成本低的優(yōu)點；選用PIC18F66J11作為處理器2模塊的主控芯片，可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的采集、存儲和融合。溫度傳感器、濕度傳感器、光照強度傳感器及降雨量傳感器分別用于采集溫度、濕度、光照強度及降雨量信息。LED模塊主要用于顯示溫濕度、光照強度和降雨量的數(shù)值。
優(yōu)選地，所述處理器1模塊、所述處理器2模塊和所述處理器3模塊的主控芯片均為S3C2440A。處理器是每一節(jié)點的最核心部分，負責數(shù)據(jù)的處理、能量管理、軟件通訊協(xié)議及其他模塊工作管理。本發(fā)明中，選用S3C2440A作為處理器的主控芯片，它具有功耗低、數(shù)據(jù)處理能力強及成本低的優(yōu)點。
優(yōu)選地，所述溫度傳感器和濕度傳感器采用TYX-CTWS1型土壤溫濕度傳感器。TYX-CTWS1是將土壤水分和土壤溫度傳感器集中于一體，這樣可簡化儀器，方便對土壤信息的測量。同時，它還具有穩(wěn)定性好、功耗低、使用壽命長的優(yōu)點。
優(yōu)選地，所述光照強度傳感器為BH1750。BH1750內置有模數(shù)轉換器，無需再接外部元件即可輸出數(shù)字信號，這樣大大的減少了功耗和成本。
優(yōu)選地，所述降雨量傳感器為翻斗式雨量計。翻斗式雨量計具有精度高、成本低、體積小、便于操作的優(yōu)點。
以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施方式只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本發(fā)明的保護范圍內。