[发明专利]作物氮素无线传感器网络监测系统

权利要求书

1.一种作物氮素无线传感器网络监测系统，其特征在于：设置包括计算机、网关、监测节点和相应的软件组成无线传感器网络监测系统，计算机包括现场计算机及客户端计算机，两者至少设置其一，现场计算机通过USB接口将命令数据发送给网关、客户端计算机通过GPRS将命令数据发送给网关，网关将命令数据解析，得到需要接收命令的监测节点并将命令发送给这些监测节点，这些监测节点接收到命令后，利用作物对可见光和近红外光的吸收和反射得到作物的反射光谱，通过分析反射光谱得到作物的含氮量并通过网关与各监测节点之间使用的ZigBee无线传感器网络通信方式回传给网关，网关将这些数据重新打包上传给计算机，计算机应用软件将作物的氮素信息处理后实时显示并保存在数据库里面，作为农作物后续处理的依据。

2.根据权利要求1所述作物氮素无线传感器网络监测系统，其特征在于：

网关设有电源模块、通信控制模块、数据存储模块及状态指示模块，电源模块提供基准电压，通信控制模块含USB串口通信模块、GPRS无线通信模块和ZigBee无线通信模块；数据存储模块将监测节点上传的数据进行存储；状态指示模块显示电源电压、通信控制模块工作状态以及数据传输状态；

监测节点布置在作物上方，设置在传感控制盒内，活动固定在机架上；传感控制盒设有机壳、传感器单元、通信控制单元、状态指示单元、电源模块；传感器单元接收太阳光和作物叶片反射光经过光电池转换得到的电流信号；通信控制单元将传感器单元得到的电流信号转换成电压信号经过后续系统的传送和处理得到作物氮素信息；状态指示单元通过LED显示节工作状态；电源模块为节点正常工作提供电压；太阳光从节点盒上顶盖的三个孔照射进光管，三个光管将太阳关进行漫射、滤光处理后传到光电池上，光电池产生光电流，光电流通过排针流到中间的通信控制单元上进行I/V转换、电压放大、AD转换；太阳光照到作物叶面上后反射到节点盒下顶面上的三个孔，进入三个与上面对应的光管经过滤光处理后经过排针流到中间的通信控制板，经过I/V转换、电压放大、AD转换；控制器ZIGBEE模块将AD后的数据进行处理得到上下六个光管的电流值，将上下相同波段的光管的电流值比较，得到反射率值，通过无线传感器网络将反射率数据发送给网关，网关发送给上位机，上位机将数据处理后得到作物氮素信息；

所述软件系统包括客户端计算机软件、网关软件和节点软件，客户端计算机软件用于人机交互，对数据采集周期、数据上传方式进行设置，控制整个系统进行工作；网关程序完成命令转发，数据收集并上传给客户端计算机；节点程序完成传感器数据采集，上传、转发其它节点的数据，节点采集程序使用周期休眠唤醒采集数据机制。