[发明专利]一种温室环境远程无线实时监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种二氧化碳远程无线实时监测系统，尤其涉及一种温室环境远程无线实时监测系统及方法。 

背景技术

目前，温室环境监测方式主要有四种方式：（1）现场监测：监测人员随身携带温度计、湿度计、二氧化碳浓度计等仪器，进行被动的温室环境现场监测记录，人工成本巨大；（2）自动监测：将温度、湿度、光照、二氧化碳等传感器整合于同一监测设备，并安置在温室环境中进行自动采集，操作人员定期拷贝数据存储卡中的监测数据，难以实现数据的远程采集且实时性差；（3）远程监测：将温室环境监测设备通过有线方式与附近的电脑相连，通过有线网络远程传输采集数据，监测设备安置后不可移动且布线成本较高；（4）无线监测：借助ZigBee/GPRS/3G等无线网络实现采集数据的远程实时无线传输，布点灵活且无需布线，是较理想的监测方案。 

与本发明最为相近的已有技术有： 

专利号为200810031646.0公开了基于无线传感器网络的温室精细作物生产环境监测系统及方法，包括无线传感器网络、无线网关和控制台，发现异常监测数据时发送报警短信。然而，该方法采用短信猫作为收发装置，通信费用较高且实时性差。

专利号为200920034767.0公开了无线传感器网络温室环境自动监测系统，该系统将大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、二氧化碳和光照强度等六种传感器节点组网后，将采集数据打包上传至数据采集设备，再接入Internet网与通信服务器相连。然而，该系统没有整合六种传感器设计数据采集发送终端，使得每个温室环境小范围内均须同时布设六种传感器节点并组网。 

专利号为201020636459.8公开了一种用于温室大棚的无线环境监测装置，该装置采用ZigBee技术组建无线传感网络。然而，ZigBee技术仅适合实现短距离的无线传输，实现协议复杂且费用高，难以满足温室环境大范围离散分布的监测需要。 

专利号为201110431315.8公开了基于GSM短消息的无线温室环境监测系统，该系统实时监测温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等数据，定时以GSM短消息的方式发送到手机和远程监控中心实现报警。然而，其没有实现GPRS无线网络通讯，不能进行温室环境监测数据的连续传输，难以满足对温室环境动态连续监测的需要。 

上述方法或采用短信猫作为收发装置，或没有整合多种传感器节点，或采用ZigBee技术组建无线传感网络，或基于GSM短消息进行异常报警，却忽略了温室环境往往具有大范围离散和小范围密集的分布特征，若纯粹采用ZigBee等短距离无线射频传输方式，则难以满足大范围离散分布的监测需要，若纯粹采用GPRS/3G等无线网络传输数据，则使得小范围密集分布的监测成本过高。因此，急需一种能够兼顾考虑温室环境大范围离散和小范围密集分布的监测需求，具有结构简单、布点灵活、远程监测、无线传输、实时显示、成本低廉和低功耗等特点的监测方案。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有监测方案的不足，提供一种可操作性强的一种温室环境远程无线实时监测系统及方法。 

技术方案：实现本发明目的的一种温室环境远程无线实时监测系统，包括监测服务器、GPRS无线通信网络、远程数据转发器和温室环境监测仪器；监测服务器通过GPRS无线通信网络连接多个远程数据转发器；每一个远程数据转发器均连接有多个温室环境监测仪器，以各个远程数据转发器为中心呈星型局域网结构无线互连有多个温室环境监测仪器。 

所述的监测服务器是运行数据监测服务的计算机，监测服务器部署在互联网的任意节点位置，通过GPRS无线通信网络与远程数据转发器建立双向无线连接，获取温室环境监测仪器的监测数据，同时温室环境监测仪器通过GPRS无线通信网络和远程数据转发器获取监测服务器反馈的控制信息，温室环境监测仪器为多个，分别安置各个温室环境中。 

所述的远程数据转发器包括：电源模块、微控制器、短距离数据接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块；所述的短距离数据接收模块、SD存储模块、LCD显示模块和GPRS无线传输模块分别与微控制器的端口相连接；其中：电源模块为远程数据转发器提供电能；短距离无线接受模块接受多个温室环境监测仪器发送来的监测数据；SD存储模块自动存储温室环境监测仪器的监测数据；LCD显示模块实时显示当前的监测数据、无线网络连接状态及电源状态信息；GPRS无线传输模块将温室环境监测仪器的监测数据无线连续传输到监测服务器。