本實(shí)用新型涉及一種森林溫濕度檢測裝置，尤其涉及一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，屬于智能環(huán)境溫濕度檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

森林是生態(tài)系統(tǒng)的主體,在全球碳循環(huán)中扮演這非常重要的角色。對森林生態(tài)非生物環(huán)境因子進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測,進(jìn)而闡明森林生態(tài)環(huán)境因子和森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能之間的相互作用機(jī)制,可為森林的合理經(jīng)營提供理論依據(jù),為對森林生態(tài)效益進(jìn)行科學(xué)計(jì)量和評價(jià),為制定合理的環(huán)境政策具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 運(yùn)用自組織網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行隨機(jī)與格網(wǎng)相結(jié)合的方法,搭建了森林環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。描述了傳感器節(jié)點(diǎn)的部署方法、數(shù)據(jù)路由協(xié)議及數(shù)據(jù)包內(nèi)容,分析了在網(wǎng)絡(luò)傳輸中數(shù)據(jù)缺失的原因和補(bǔ)償?shù)牟呗浴Ｍㄟ^多模態(tài)數(shù)據(jù)交叉測量與感知數(shù)據(jù)的綜合認(rèn)知技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對森林生態(tài)環(huán)境的連續(xù)時(shí)空多點(diǎn)協(xié)同監(jiān)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)的不足提供了一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，包含遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、路由節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)用于檢測環(huán)境溫濕度的傳感器節(jié)點(diǎn)，所述傳感器節(jié)點(diǎn)的輸出端連接路由節(jié)點(diǎn)的輸入端，所述路由節(jié)點(diǎn)的輸出端連接遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的輸入端，所述傳感器節(jié)點(diǎn)包含溫濕度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、放大器、數(shù)據(jù)處理模塊、DSP模塊、無線信號發(fā)射器和電源管理器模塊，所述溫濕度傳感器依次通過AD轉(zhuǎn)換器、放大器連接數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過DSP模塊連接無線信號發(fā)射器，所述電源管理器模塊包括太陽能光板、升壓電路、蓄電池、穩(wěn)壓器、比較器，所述太陽能光板通過依次連接的升壓電路、蓄電池、穩(wěn)壓器連接傳感器節(jié)點(diǎn)，用于提供傳感器節(jié)點(diǎn)所需電能，所述比較器與蓄電池連接，用于檢測蓄電池的電能。

作為本實(shí)用新型一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端包含數(shù)據(jù)接收模塊、微控制器模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)器模塊、USB接口模塊和上位機(jī)，所述數(shù)據(jù)接收模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)器模塊分別與微控制器模塊連接，所述微控制器模塊通過USB接口模塊連接上位機(jī)。

作為本實(shí)用新型一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述溫濕度傳感器采用AM2301溫濕度傳感器。

作為本實(shí)用新型一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用AVR系列單片機(jī)。

作為本實(shí)用新型一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述無線信號發(fā)射器采用CMCC無線信號發(fā)射器。

作為本實(shí)用新型一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述升壓電路包含包含變換器、電感、穩(wěn)壓管、第一電解電容、第二電解電容、第一電阻和第二電阻，第一電解電容的正極分別連接電感的一端和電太陽能光板的輸出端，電感的另一端連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端分別連接穩(wěn)壓管的正極和變換器的輸入端，穩(wěn)壓管的負(fù)極分別連接第二電解電容的正極、變換器的輸出端和開關(guān)的常閉端，開關(guān)的活動(dòng)端與第二電阻串聯(lián)后與蓄電池連接，第一電解電容的負(fù)極、第二電解電容的負(fù)極、變換器的接地端與地連接。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本實(shí)用新型通過將多個(gè)用于檢測森林環(huán)境溫濕度傳感器組成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，便于更好的對大面積的森林環(huán)境進(jìn)行檢測和監(jiān)控，采用AM2301溫濕度傳感器和AVR系列單片機(jī)有效地提高了數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的精確度；

2、本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)采用太陽能供電，并且能夠?qū)崟r(shí)分析電池電壓狀態(tài)，達(dá)到智能化的對電池進(jìn)行充電，有效地延長了節(jié)點(diǎn)的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖2是本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖3是本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖4是本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)電源管理模塊的結(jié)構(gòu)原理圖；

圖5是本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)電源管理模塊的升壓電路電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1所示，一種基于溫濕度傳感器的森林環(huán)境遠(yuǎn)程檢測系統(tǒng)，包含遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、路由節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)用于檢測環(huán)境溫濕度的傳感器節(jié)點(diǎn)，所述傳感器節(jié)點(diǎn)的輸出端連接路由節(jié)點(diǎn)的輸入端，所述路由節(jié)點(diǎn)的輸出端連接遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的輸入端。本實(shí)用新型通過將多個(gè)用于檢測森林環(huán)境溫濕度傳感器組成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，便于更好的對大面積的森林環(huán)境進(jìn)行檢測和監(jiān)控，采用AM2301溫濕度傳感器和AVR系列單片機(jī)有效地提高了數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的精確度。

如圖2所示，所述傳感器節(jié)點(diǎn)包含溫濕度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、放大器、數(shù)據(jù)處理模塊、DSP模塊、無線信號發(fā)射器和電源管理器模塊，所述溫濕度傳感器依次通過AD轉(zhuǎn)換器、放大器連接數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊通過DSP模塊連接無線信號發(fā)射器，所述溫濕度傳感器采用AM2301溫濕度傳感器，用于實(shí)時(shí)采集森林環(huán)境的溫濕度參數(shù)，進(jìn)而經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換器、放大器的模數(shù)轉(zhuǎn)換和放大處理進(jìn)而上傳至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊將采集的森林溫濕度參數(shù)經(jīng)過DSP模塊以及與其連接的無線信號發(fā)射器傳輸至路由節(jié)點(diǎn)，經(jīng)過路由節(jié)點(diǎn)的匯總處理進(jìn)而傳輸至遠(yuǎn)程監(jiān)控終端。其中電源管理模塊采用太陽能供電：如圖4所示，所述電源管理器模塊包括太陽能光板、升壓電路、蓄電池、穩(wěn)壓器、比較器，所述太陽能光板通過依次連接的升壓電路、蓄電池、穩(wěn)壓器連接傳感器節(jié)點(diǎn)，用于提供傳感器節(jié)點(diǎn)所需電能，所述比較器與蓄電池連接，用于檢測蓄電池的電能，本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)采用太陽能供電，并且能夠?qū)崟r(shí)分析電池電壓狀態(tài)，達(dá)到智能化的對電池進(jìn)行充電，有效地延長了節(jié)點(diǎn)的使用壽命。

如圖3所示，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端包含數(shù)據(jù)接收模塊、微控制器模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)器模塊、USB接口模塊和上位機(jī)，所述數(shù)據(jù)接收模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)器模塊分別與微控制器模塊連接，所述微控制器模塊通過USB接口模塊連接上位機(jī)。所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收路由節(jié)點(diǎn)發(fā)送的森林溫濕度參數(shù)，所述微控制器模塊接收到傳感器節(jié)點(diǎn)采集的森林溫濕度參數(shù)，進(jìn)而通過顯示模塊實(shí)時(shí)顯示森林的溫濕度參數(shù)，存儲(chǔ)器實(shí)時(shí)存儲(chǔ)森林的溫濕度參數(shù)。

如圖5所示，所述升壓電路包含包含變換器、電感、穩(wěn)壓管、第一電解電容、第二電解電容、第一電阻和第二電阻，第一電解電容的正極分別連接電感的一端和電太陽能光板的輸出端，電感的另一端連接第一電阻的一端，第一電阻的另一端分別連接穩(wěn)壓管的正極和變換器的輸入端，穩(wěn)壓管的負(fù)極分別連接第二電解電容的正極、變換器的輸出端和開關(guān)的常閉端，開關(guān)的活動(dòng)端與第二電阻串聯(lián)后與蓄電池連接，第一電解電容的負(fù)極、第二電解電容的負(fù)極、變換器的接地端與地連接。

所述溫濕度傳感器采用AM2301溫濕度傳感器，所述數(shù)據(jù)處理模塊采用AVR系列單片機(jī)。

所述無線信號發(fā)射器采用CMCC無線信號發(fā)射器。AM2301數(shù)字溫濕度傳感器采用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。AM2301的供電電壓為 5 V，為4針單排引腳封裝。傳感器上電之后，要等待1 s以越過不穩(wěn)定狀態(tài)，在此期間無需發(fā)送任何指令。AM2301的引腳2為數(shù)據(jù)線DATA，用于CC2530與AM2301之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，測量精度分別為溫度16bit，濕度16bit.

AVR單片機(jī)具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時(shí)，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來，使得指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行；多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快；AVR單片機(jī)具有32個(gè)通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行；中斷響應(yīng)速度快。AVR單片機(jī)有多個(gè)固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷；AVR單片機(jī)耗能低。對于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時(shí)為100nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR單片機(jī)保密性能好。

綜上所述，本實(shí)用新型通過將多個(gè)用于檢測森林環(huán)境溫濕度傳感器組成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，便于更好的對大面積的森林環(huán)境進(jìn)行檢測和監(jiān)控，采用AM2301溫濕度傳感器和AVR系列單片機(jī)有效地提高了數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控的精確度；本實(shí)用新型的傳感器節(jié)點(diǎn)采用太陽能供電，并且能夠?qū)崟r(shí)分析電池電壓狀態(tài)，達(dá)到智能化的對電池進(jìn)行充電，有效地延長了節(jié)點(diǎn)的使用壽命。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語（包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語）具有與本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以再不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。