專利名稱：基于rfid技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種稻田環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，具體涉及一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫度、水分及光照度是水稻生長過程中十分重要的環(huán)境指標(biāo)。水稻幼苗發(fā)芽適宜溫度28 32°C，如果日平均氣溫低于12°C三天以上則易感染綿腐病，出現(xiàn)爛秧、死苗等情況。抽穗開花期適宜溫度為25 32°C，如果連續(xù)3天平均氣溫低于20°C就會容易形成空殼和癟谷，但當(dāng)氣溫在35 37°C以上會造成結(jié)實(shí)率下降。水稻全生長季需水量一般在700 1200毫米之間，當(dāng)土壤濕度低于田間持水量57%時(shí)，水稻光合作用效率開始下降。水稻是喜陽作物，它對光照條件要求較高，水稻單葉飽和光強(qiáng)一般在3 5萬勒克斯左右，而群體的光飽和點(diǎn)隨時(shí)面積指數(shù)增大而變高，一般最高分蘗期為6萬勒克斯左右，孕穗期可達(dá)8萬勒克斯以上。傳統(tǒng)的稻田環(huán)境評估主要依靠種植經(jīng)驗(yàn)以及現(xiàn)場人工使用各用儀器測試來完成， 此方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也無法做到全天候?qū)崟r(shí)地在線監(jiān)測，如此將直接影響水稻的種植及收成。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測稻田環(huán)境，既保證了作物的生長需求，又可以節(jié)約投入和減輕環(huán)境污染，有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和作業(yè)的效率。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個(gè)由復(fù)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀組成的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)、一 GPRS模塊及一服務(wù)器，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀主要由RFID控制器、地面?zhèn)鞲衅鹘M件、地下傳感器組件及電池構(gòu)成， 所述RFID控制器接收地面與地下傳感器組件的信號，發(fā)送至所述GPRS模塊，所述GPRS模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳信號至所述服務(wù)器。上述技術(shù)方案中，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀可以為桿狀，底部插入稻田土壤里，使所述地下傳感器組件埋入土中，地面?zhèn)鞲衅鹘M件位于地面上，通常插入地面以下1. 5米深；所述地面與地下傳感器組件通常需要包括溫度、濕度的檢測；所述電池采用鋰電池，位于地面與地下傳感器組件之間，同時(shí)為上下兩部分供電；所述RFID控制器內(nèi)包括EEPROM數(shù)據(jù)芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片和RFID射頻芯片，其中RFID射頻芯片內(nèi)有發(fā)射天線、接受天線、天線調(diào)諧器、讀寫器和標(biāo)簽，用于完成信息采集和識別，實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)功能和信息化管理目標(biāo)。在使用中， 同一片稻田中的設(shè)置多個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀，相鄰間隔100米左右(最大距離根據(jù)RFID射頻信號的傳輸距離而定)，RFID射頻芯片將測得的各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳送至GPRS 模塊，由GPRS無線網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)信號至服務(wù)器內(nèi)，用戶通過PC終端機(jī)上的配套軟件調(diào)取服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)獲取及分析稻田環(huán)境信息數(shù)據(jù)。通過分析當(dāng)前稻田環(huán)境中的溫度，濕度及光照度數(shù)據(jù)，對比水稻在生長的各個(gè)階段所需的溫度，濕度及光照度，為水稻種植業(yè)主提CN 202145138 U
說明書
2/3頁
供科學(xué)的管理決策。系統(tǒng)也可以記錄稻田環(huán)境的歷史數(shù)據(jù)，為今后的種植生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。上述技術(shù)方案中，每一所述ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，所述GPRS模塊設(shè)置于一節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀上，構(gòu)成該ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀。上述技術(shù)方案中，所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件由溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器構(gòu)成，所述地下傳感器組件由土壤溫度傳感器和土壤濕度傳感器組成。上述技術(shù)方案中，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀為桿狀，所述RFID控制器位于頂端，所述電池位于中部，所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件位于電池的上部，所述地下傳感器組件位于電池的下部，桿上設(shè)有正常工作指示燈與ZigBee聯(lián)網(wǎng)指示燈。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型由多個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀構(gòu)建ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀由地面和地下傳感器組件及RFID控制器組成，RFID控制器接收傳感器測得的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并經(jīng)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給GPRS模塊，由GPRS模塊上傳至服務(wù)器，用戶通過PC終端機(jī)可及時(shí)準(zhǔn)確的讀取服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，為稻田管理提供科學(xué)的決策依據(jù)；2、由節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀實(shí)時(shí)測得數(shù)據(jù)，通過RFID技術(shù)無線傳輸，免去了人工檢測，數(shù)據(jù)更為精確及時(shí)，且可全天候檢測在線獲得數(shù)據(jù)，為水稻種植及收成提供方便和保障。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一中節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一在使用狀態(tài)下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。其中1、節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀；2、ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)；3、GPRS模塊；4、服務(wù)器；5、鋰電池；6、 RFID控制器；7、地面?zhèn)鞲衅鹘M件；8、地下傳感器組件；9、中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀；10、PC終端機(jī)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖1 3所示，一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括至少一個(gè)由復(fù)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1組成的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)2、一 GPRS模塊3及一服務(wù)器4，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1主要由RFID控制器6、地面?zhèn)鞲衅鹘M件7、地下傳感器組件8及鋰電池5構(gòu)成，所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件7由溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器構(gòu)成，所述地下傳感器組件8 由土壤溫度傳感器和土壤濕度傳感器組成，所述RFID控制器6內(nèi)包括EEPROM數(shù)據(jù)芯片、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片和RFID射頻芯片，接收地面與地下傳感器組件的信號，并發(fā)送至所述GPRS模塊 3，所述GPRS模塊3經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳信號至所述服務(wù)器4。如圖1所示，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1為桿狀，所述RFID控制器6位于頂端，鋰電池5位于中部，所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件7位于鋰電池5的上部，所述地下傳感器組件8位于鋰電池5 的下部，桿上設(shè)有正常工作指示燈(未畫出)與ZigBee聯(lián)網(wǎng)指示燈(未畫出)。在本實(shí)施例中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1應(yīng)插入稻田地表1. 5m,同一片稻田中的節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1相互之間的距離在一百米左右為宜，這樣一個(gè)區(qū)域中的監(jiān)測儀將自動的組織成一個(gè) ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)2，如圖3所示，當(dāng)擁有N片稻田時(shí)，便建立N個(gè)ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)2 ；同時(shí)一個(gè)區(qū)域當(dāng)中需要有一個(gè)GPRS模塊3，該GPRS模塊3設(shè)置于其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1上，構(gòu)成中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀9，中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀9將附近節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀1采集的數(shù)據(jù)收集后通過GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器4 ;N個(gè)ZigBee通信網(wǎng)絡(luò)2均通過GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)至服務(wù)器4， 用戶則通過PC終端機(jī)10上稻田環(huán)境信息管理軟件來訪問服務(wù)器，獲取及分析稻田環(huán)境信息數(shù)據(jù)。 通過分析當(dāng)前稻田環(huán)境中的溫度，濕度及光照度數(shù)據(jù)，對比水稻在生長的各個(gè)階段所需的溫度，濕度及光照度，為水稻種植業(yè)主提供科學(xué)的管理決策。也可以記錄稻田環(huán)境的歷史數(shù)據(jù)，為今后的種植生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。
權(quán)利要求1.一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)由復(fù)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀組成的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)、一 GPRS模塊及一服務(wù)器，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀主要由RFID 控制器、地面?zhèn)鞲衅鹘M件、地下傳感器組件及電池構(gòu)成，所述RFID控制器接收地面與地下傳感器組件的信號，發(fā)送至所述GPRS模塊，所述GPRS模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳信號至所述服務(wù)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于每一所述 ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，所述GPRS模塊設(shè)置于一節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀上，構(gòu)成該ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件由溫度傳感器、濕度傳感器和光照傳感器構(gòu)成，所述地下傳感器組件由土壤溫度傳感器和土壤濕度傳感器組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀為桿狀，所述RFID控制器位于頂端，所述電池位于中部，所述地面?zhèn)鞲衅鹘M件位于電池的上部，所述地下傳感器組件位于電池的下部，桿上設(shè)有正常工作指示燈與ZigBee聯(lián)網(wǎng)指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于RFID技術(shù)的稻田環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括至少一個(gè)由復(fù)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀組成的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)、一GPRS模塊及一服務(wù)器，所述節(jié)點(diǎn)監(jiān)測儀主要由RFID控制器、地面?zhèn)鞲衅鹘M件、地下傳感器組件及電池構(gòu)成，所述RFID控制器接收地面與地下傳感器組件的信號，發(fā)送至所述GPRS模塊，所述GPRS模塊經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳信號至所述服務(wù)器。本實(shí)用新型利用溫濕度、光照傳感器結(jié)合RFID技術(shù)，實(shí)時(shí)精確采集和上傳稻田環(huán)境數(shù)據(jù)至服務(wù)器，用戶通過PC機(jī)及時(shí)準(zhǔn)確獲取當(dāng)前稻田環(huán)境信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線時(shí)實(shí)檢測，為稻田管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，為水稻種植及收成提供方便和保障。
文檔編號G01D21/02GK202145138SQ20112025962
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者曹閱, 李云飛, 錢玥 申請人:蘇州大學(xué)