專利名稱：使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及適用于農(nóng)業(yè)技術(shù)等領(lǐng)域的遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是一種使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，以及用于該農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化信息獲取與智能化生產(chǎn)管理是我國“十五”期間工廠化高效農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的重點(diǎn)攻關(guān)方向，也是我國未來實(shí)現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的普及與推廣，環(huán)境檢測與生產(chǎn)管理的相關(guān)技術(shù)與相應(yīng)裝置也在不斷進(jìn)步與發(fā)展，尤其是設(shè)施園藝的環(huán)境監(jiān)控技術(shù)得到了長足的發(fā)展。目前，我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的光、溫、水、氣、肥等環(huán)境因素綜合考慮和實(shí)行全面綜合的優(yōu)化管理的技術(shù)體系尚未確立。對植物生長與環(huán)境的關(guān)系、綜合環(huán)境變化、產(chǎn)量預(yù)測等模型分析和栽培專家系統(tǒng)等的研究很多，但是缺少進(jìn)行環(huán)境因子的數(shù)據(jù)采集、獲取和傳輸乃至環(huán)境控制的國產(chǎn)設(shè)施設(shè)備。而無論哪種環(huán)境檢測和控制設(shè)備，一般都在依靠實(shí)地工作站或固定存儲器下載數(shù)據(jù)，很多未能實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，并且設(shè)備龐大，連接線路復(fù)雜，設(shè)備間干擾大。同時，在野外設(shè)置也存在供電困難、可靠性差等問題，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)的溫室推廣面積達(dá)到200萬公頃以上，是世界上推廣溫室面積最多的國家，但絕大多數(shù)的溫室蔬菜生產(chǎn)普遍存在產(chǎn)量低、品質(zhì)差的問題。這主要是因?yàn)闇厥以O(shè)施的環(huán)境調(diào)控及管理技術(shù)水平低，對各環(huán)境因子僅能實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)調(diào)控，綜合環(huán)境要素不能得到優(yōu)化控制，實(shí)際操作多是生產(chǎn)者憑經(jīng)驗(yàn)和感覺而具有很大的不確定性。
遠(yuǎn)程檢測是利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在異地對遠(yuǎn)程的現(xiàn)場設(shè)備實(shí)施監(jiān)視、測試，并根據(jù)設(shè)備狀況進(jìn)行控制的技術(shù)。近年來，隨著自動化程度的不斷提高，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在各行各業(yè)的生產(chǎn)過程和監(jiān)控管理等方面的應(yīng)用越來越廣泛。如工廠、車間、醫(yī)院、賓館、交通路口、銀行等場所，尤其對一些高溫環(huán)境、有害氣體等場所等，遠(yuǎn)程監(jiān)控顯得尤為重要。目前的遠(yuǎn)程監(jiān)控是使用Wi-Fi(802.11系列)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，缺點(diǎn)如下1、需要大功率電源，對電網(wǎng)依賴性強(qiáng)；2、傳輸路徑必須無遮擋，遠(yuǎn)距離傳輸需要設(shè)置多個中繼，只能形成地區(qū)性局域網(wǎng)，必須經(jīng)過其它路由才能連接Internet；
3、因有極強(qiáng)的方向性，傳輸途徑容易受到天氣和電磁干擾；另外，在目前的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，由于現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，對現(xiàn)場PC的穩(wěn)定性和可靠性有較高的要求，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，采用該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境因子的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場不需要進(jìn)行大量布線和復(fù)雜的周邊環(huán)境支持，體積小、功耗低、安裝維護(hù)簡單。
本實(shí)用新型還提供一種用于上述農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，利用該裝置能夠?qū)⒁苿訜o線網(wǎng)絡(luò)資源與有線網(wǎng)絡(luò)資源整合在一起，從而可以利用傳感器技術(shù)、視頻技術(shù)和控制器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對各種環(huán)境要素的實(shí)時動態(tài)檢測、無線數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時無線遙控及實(shí)時圖像監(jiān)視。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端，所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過互聯(lián)的移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA和Internet連接遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端。
所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置分別連接有環(huán)境因子傳感器和環(huán)境因素控制器。
所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置連接有攝像頭。
所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過蓄電池連接太陽能發(fā)電板。
所述遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端通過VPN路由器連接Internet。
用于上述農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的環(huán)境監(jiān)控模塊，其特征在于還設(shè)置有移動無線路由模塊，所述移動無線路由模塊和環(huán)境監(jiān)控模塊各自連接于有線網(wǎng)絡(luò)模塊，所述移動無線路由模塊內(nèi)設(shè)有GPRS/CDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)模塊。
所述移動無線路由模塊內(nèi)還設(shè)有虛擬專用網(wǎng)絡(luò)模塊和路由模塊，并連接有以太網(wǎng)接口串行接口。
還設(shè)置有連接于有線網(wǎng)絡(luò)模塊的視頻采集模塊，該視頻采集模塊內(nèi)設(shè)有視頻接口和以太網(wǎng)接口。
所述的有線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置有以太網(wǎng)絡(luò)接口。
所述環(huán)境監(jiān)控模塊連接有傳感器接口、控制器接口和以太網(wǎng)接口，并內(nèi)置有溫度傳感器。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下由于本實(shí)用新型使用了蜂窩移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過互聯(lián)的移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA和Internet連接遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端，充分利用了移動無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使得該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境因子的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場不需要進(jìn)行大量布線和復(fù)雜的周邊環(huán)境支持，體積小、功耗低、安裝維護(hù)簡單。
由于本實(shí)用新型的用于上述農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，采用了移動無線路由模塊，并在移動無線路由模塊內(nèi)設(shè)有GPRS/CDMA移動無線網(wǎng)絡(luò)模塊，連接于有線網(wǎng)絡(luò)模塊，這就將城市蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)資源與以太網(wǎng)絡(luò)資源整合在一起，從而可以利用傳感器技術(shù)、視頻技術(shù)和控制器技術(shù)實(shí)現(xiàn)從異地遠(yuǎn)程對各種環(huán)境要素的實(shí)時動態(tài)檢測、無線數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時無線遙控及實(shí)時圖像監(jiān)視。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了各種環(huán)境要素的實(shí)時動態(tài)檢測、無線數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時無線遙控及實(shí)時圖像監(jiān)視，設(shè)備體積小，生產(chǎn)成本低，不依賴電網(wǎng)，可靠性高，使用太陽能發(fā)電便于在野外大田或其他無人區(qū)使用推廣。本實(shí)用新型具有環(huán)境檢測與生長檢測等信息一體化與集成化；可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程環(huán)境控制和作業(yè)機(jī)械化；技術(shù)產(chǎn)品化、低成本化實(shí)現(xiàn)的容易性和方便性等特征。在本實(shí)用新型構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)基層上可以擴(kuò)展其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。本實(shí)用新型的應(yīng)用，將大大加強(qiáng)對影響生產(chǎn)條件、農(nóng)業(yè)資源的氣象災(zāi)害和生物災(zāi)變的宏觀監(jiān)測與預(yù)測警報，有利于提高可控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精確性和穩(wěn)定性，從而有效地促進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域帶來比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)高數(shù)倍或數(shù)十倍的經(jīng)濟(jì)效益。以該環(huán)境監(jiān)控裝置為基礎(chǔ)部件構(gòu)建大規(guī)模超分散檢測系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)環(huán)境災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)將會促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的高效生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品價格與品質(zhì)在國際貿(mào)易中的領(lǐng)先地位，對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)與社會效益有深遠(yuǎn)的影響。


圖1為本實(shí)用新型使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置電路組成示意圖。
附圖標(biāo)記列示如下1-環(huán)境監(jiān)控模塊，2-有線網(wǎng)絡(luò)模塊，3-移動無線路由模塊，4-視頻采集模塊，5-電源接口，11-傳感器接口，12-控制器接口，13-溫度傳感器，21-以太網(wǎng)接口，31-虛擬專用網(wǎng)絡(luò)模塊即VPN，32-路由模塊，33-串行接口，34-GPRS/CDMA，41-視頻接口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，它包括殼體，所述的殼體內(nèi)設(shè)置有中央處理模塊、視頻采集模塊4、移動無線路由模塊3和有線網(wǎng)絡(luò)模塊2，環(huán)境監(jiān)控模塊1通過其傳感器接口11連接有傳感器，中央處理模塊連接有線網(wǎng)絡(luò)模塊2，并且通過控制器接口12連接有控制器，視頻采集模塊4通過其視頻接口41連接攝像頭，并且通過網(wǎng)絡(luò)接口連接有線網(wǎng)絡(luò)模塊，移動無線路由模塊3通過移動無線模塊連接Internet，移動無線模塊支持CDMA和GPRS兩種協(xié)議，并且通過VPN(虛擬專用網(wǎng)絡(luò))實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的雙向網(wǎng)絡(luò)通信，環(huán)境監(jiān)控模塊1和視頻采集模塊4全部通過移動無線路由模塊3中的路由模塊32實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程服務(wù)器的通信，有線網(wǎng)絡(luò)模塊2設(shè)置有以太網(wǎng)絡(luò)接口即以太網(wǎng)接口21。殼體內(nèi)設(shè)有電源接口5。
環(huán)境監(jiān)控模塊1、視頻采集模塊4及移動無線路由模塊3全部通過有線網(wǎng)絡(luò)RJ45連接到有線網(wǎng)絡(luò)模塊2，模塊間數(shù)據(jù)傳輸通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。環(huán)境監(jiān)控模塊1可以選用市售型號為H8/3069F的芯片。
環(huán)境監(jiān)控模塊(H8/3069F)帶有多個傳感器接口，可以連接溫度傳感器、濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、土壤水分傳感器和CO2濃度傳感器等模擬信號傳感器。
環(huán)境監(jiān)控模塊(H8/3069F)帶有4個控制器接口，可以連接照明開關(guān)控制器、風(fēng)扇開關(guān)控制器、加熱開關(guān)控制器和CO2開關(guān)控制器等開關(guān)控制器。
環(huán)境監(jiān)控模塊1(H8/3069F)內(nèi)置一個溫度傳感器13，可以實(shí)時監(jiān)視裝置內(nèi)部的工作溫度。
環(huán)境監(jiān)控模塊(H8/3069F)內(nèi)嵌有數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和通訊軟件。其支持國際上通用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，提供標(biāo)準(zhǔn)的WWW服務(wù)，通過HTTP協(xié)議實(shí)時傳輸數(shù)據(jù)、配置參數(shù)以及更改IP地址。
有線網(wǎng)絡(luò)模塊內(nèi)設(shè)有4～8個以太網(wǎng)絡(luò)接口，這些接口全部為國際標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口。
電源接口為外接直流電源；由于整個裝置耗電僅為3～20W，所以可以使用太陽能電池板作為電源模塊。采用太陽能電池板作為電源模塊后，整個裝置不再需要外接市電來供電，實(shí)施非常容易、可靠性高、維護(hù)容易。
移動無線路由模塊內(nèi)設(shè)有移動無線網(wǎng)絡(luò)模塊34即移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA模塊，可以通過移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)連接Internet，只要有手機(jī)信號就可以上網(wǎng)；內(nèi)設(shè)有虛擬專用網(wǎng)絡(luò)模塊31(VPN)，通過這個模塊與遠(yuǎn)程終端和服務(wù)器端通過Internet網(wǎng)絡(luò)建立虛擬鏈路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程局域網(wǎng)，解決CDMA/GPRS網(wǎng)絡(luò)只能單向呼叫的問題；內(nèi)設(shè)有路由模塊32，環(huán)境監(jiān)控模塊1和視頻采集模塊4通過這個路由模塊32實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互相訪問。其內(nèi)嵌有操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)用戶驗(yàn)證和通信等任務(wù)，提供標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議支持，內(nèi)嵌WWW、Telnet服務(wù)，同時可通過內(nèi)設(shè)的串行接口33可以設(shè)置路由器內(nèi)部參數(shù)。
視頻采集模塊內(nèi)設(shè)有視頻接口，可以連接1-16路模擬攝像機(jī)信號輸入和云臺信號輸出，并且內(nèi)嵌有視頻處理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和通訊軟件，其支持國際標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議，提供HTTP、FTP、Telnet服務(wù)，可以修改內(nèi)置參數(shù)、訪問視頻數(shù)據(jù)和視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸。
終端設(shè)備可以使用個人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)、便攜式電腦(Notebook)、大中型服務(wù)器(Server)或采用個人數(shù)字助理(PDA)等任何可以瀏覽網(wǎng)頁的電子設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。
將嵌入式系統(tǒng)與Internet結(jié)合，對現(xiàn)場設(shè)備的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集、監(jiān)視和控制，利用現(xiàn)成的TCP/IP協(xié)議和通用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將信息直接傳送到網(wǎng)上，成本低，速度快。通常，將普通的嵌入式系統(tǒng)或設(shè)備轉(zhuǎn)換成Web服務(wù)器，再加上TCP/IP協(xié)議就可以上Internet網(wǎng)。因此，基于嵌入式Internet的網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)日趨成熟，而且必將成為今后遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)主流。嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)和設(shè)備具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、不需要專用的通信線路，可利用現(xiàn)有的手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)資源；2、速度快，具有很好的實(shí)時性和交互性與可靠性；3、不僅可以傳輸數(shù)據(jù)，還可以傳輸圖像和聲音；4、TCP/IP和HTTP協(xié)議是現(xiàn)成而公開且全球通用的，可以使用任意Web瀏覽器，與操作平臺無關(guān)；5、信息可直接反映在網(wǎng)頁上，形式可以是數(shù)據(jù)、圖像、表格和語音，實(shí)時數(shù)據(jù)會自動更新，設(shè)備的操作將得到及時反饋；6、所有想收到信息的用戶在得到認(rèn)證后都可以根據(jù)自己的需要給予顯示和操作。
網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是將傳感器輸出的模擬信號通過嵌入式控制單元轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化輸出。其主要的設(shè)計(jì)思想是利用數(shù)字信號抗衰減、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，變模擬信號傳輸為數(shù)字信號進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，以保證測控系統(tǒng)能夠得到可靠的信號。組建移動網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)控系統(tǒng)，主要解決以下問題1、數(shù)據(jù)采集單元中加入嵌入式控制單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)緩沖和數(shù)據(jù)通信；2、使用移動無線網(wǎng)絡(luò)和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程雙向通信；3、使用Internet構(gòu)建虛擬專用網(wǎng)，解決數(shù)據(jù)傳輸和安全問題。
嵌入式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器現(xiàn)階段主要是采用32位高檔單片機(jī)，在實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)RTOS的平臺上進(jìn)行軟件開發(fā)，在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議處理。通信功能主要通過內(nèi)嵌系統(tǒng)完成，與用戶的交互通過動態(tài)網(wǎng)頁來實(shí)現(xiàn)。動態(tài)網(wǎng)頁是利用JAVA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，它將CPU處理的數(shù)據(jù)顯示在Web頁面上，發(fā)送給Internet，任意客戶端的PC均可利用Web瀏覽器來閱讀數(shù)據(jù)和進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)控，用戶返回的信息交給內(nèi)嵌系統(tǒng)處理。
嵌入式結(jié)構(gòu)是移動無線網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，由A/D轉(zhuǎn)換器、微控制器和網(wǎng)絡(luò)接口等組成。A/D轉(zhuǎn)換先將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過以太網(wǎng)控制器和TCP/IP協(xié)議進(jìn)行監(jiān)控信息的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸，從而完成數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)化和傳輸功能。由于本技術(shù)是在局域網(wǎng)內(nèi)通信，可以直接將應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)包裝成為以太幀格式，調(diào)用庫函數(shù)來實(shí)現(xiàn)TCP/IP和UDP/IP Sockets協(xié)議棧處理，免去了發(fā)送數(shù)據(jù)從用戶空間拷貝到核心空間的操作，增強(qiáng)了系統(tǒng)的實(shí)時性，降低了系統(tǒng)的吞吐量。
超文本傳輸協(xié)議HTTP是目前通過Internet進(jìn)行信息交換的最主要的方式。以HTTP協(xié)議為基礎(chǔ)，利用Internet網(wǎng)的CGI和SSI技術(shù)，在控制器內(nèi)建立Web服務(wù)器，提供網(wǎng)頁服務(wù)，可以通過Internet遠(yuǎn)程訪問控制器，實(shí)現(xiàn)對控制器的監(jiān)控。UDP協(xié)議不需要預(yù)先建立和保持連接，具有系統(tǒng)開銷小、速度快的特點(diǎn)?；趲耐ㄐ?UDP)，可以和基于流的通信(TCP)互相結(jié)合來加強(qiáng)上位服務(wù)器性能和提供應(yīng)用層的通信檢驗(yàn)。
Internet通信協(xié)議對存儲器和運(yùn)算速度要求較高，所以嵌入式Internet系統(tǒng)的技術(shù)難點(diǎn)是如何利用微處理器自身有限的資源對信息進(jìn)行TCP/IP協(xié)議處理，使之變成可以上Internet上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包。因此，選擇合適的微處理器是成功地開發(fā)嵌入式控制單元的關(guān)鍵。
本實(shí)用新型在TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，采用Client/Server通信模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化通信編程，即把嵌入式控制單元作為服務(wù)器，在嵌入式單元初始化以后，首先打開了一個TCP監(jiān)聽口，當(dāng)聽到一個用戶請求后就建立一個TCP管套連接，以實(shí)現(xiàn)控制信息(如采樣頻率、傳感器通道數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷降瓤刂茢?shù)據(jù))的交換傳輸。之后，將采集的數(shù)據(jù)源源不斷地發(fā)給用戶端。在數(shù)據(jù)傳輸階段的收發(fā)雙方建立一條虛擬電路。通過TCP/IP協(xié)議族的握手、發(fā)送、校驗(yàn)、確認(rèn)和重置等一系列操作，保證數(shù)據(jù)的正確到達(dá)，同時實(shí)時監(jiān)視控制單元的動作以對控制器的自動復(fù)位和重新初始化。
目前，該裝置已有多臺樣機(jī)應(yīng)用在室外大田和無人區(qū)的環(huán)境檢測中，該裝置不僅實(shí)現(xiàn)了各種環(huán)境要素的實(shí)時動態(tài)檢測和無線數(shù)據(jù)傳輸，其生產(chǎn)成本是現(xiàn)有同等檢測功能的設(shè)備成本的1/8～1/5，具有很好的商業(yè)應(yīng)用前景。
如圖2所示本實(shí)用新型的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，把需要的各種環(huán)境傳感儀、攝像機(jī)、模擬信號處理回路、外部執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制回路、A/D變換CPU、移動無線局域網(wǎng)、以太網(wǎng)集線器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等組合在一起，各部件之間通過以太網(wǎng)連接，再通過移動無線局域網(wǎng)連接到其他無線設(shè)備或工作站對其檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)傳輸。同時，可以遠(yuǎn)程操縱通風(fēng)、降溫、灌溉等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，攝像機(jī)也可遠(yuǎn)程操縱和圖像處理以得到需要的植物生體有用信息。所有檢測數(shù)據(jù)可直接連接到通用數(shù)據(jù)庫或應(yīng)用程序，用于環(huán)境控制、生長狀況監(jiān)控、植物品質(zhì)檢測、生產(chǎn)管理、病蟲害診斷、城市和偏遠(yuǎn)地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)或庭園照明或景觀美化等實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域。
最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述的技術(shù)方案；因此盡管本說明書參照上述的各個實(shí)施例對本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端，所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過互聯(lián)的移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA和Internet連接遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置分別連接有環(huán)境因子傳感器和環(huán)境因素控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置連接有攝像頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過蓄電池連接太陽能發(fā)電板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端通過VPN路由器連接Internet。
6.用于權(quán)利要求1-5之一所述的使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)的環(huán)境監(jiān)控模塊，其特征在于還設(shè)置有移動無線路由模塊，所述移動無線路由模塊和環(huán)境監(jiān)控模塊各自連接于有線網(wǎng)絡(luò)模塊，所述移動無線路由模塊內(nèi)設(shè)有GPRS/CDMA移動無線網(wǎng)絡(luò)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述移動無線路由模塊內(nèi)還設(shè)有虛擬專用網(wǎng)絡(luò)模塊和路由模塊，并連接有以太網(wǎng)接口和串行接口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于還設(shè)置有連接于有線網(wǎng)絡(luò)模塊的視頻采集模塊，該視頻采集模塊內(nèi)設(shè)有視頻接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述的有線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置有以太網(wǎng)接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，其特征在于所述環(huán)境監(jiān)控模塊連接有傳感器接口和控制器接口，并內(nèi)置有溫度傳感器。
專利摘要提供一種使用蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端，所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置通過互聯(lián)的移動網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA和Internet連接遠(yuǎn)程服務(wù)器及其終端。所述多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置分別連接有環(huán)境因子傳感器和環(huán)境因素控制器。采用該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境因子的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場不需要進(jìn)行大量布線和復(fù)雜的周邊環(huán)境支持，體積小、功耗低、安裝維護(hù)簡單。還提供一種多媒體環(huán)境監(jiān)控裝置，利用該裝置能夠?qū)⒁苿訜o線網(wǎng)絡(luò)資源與有線網(wǎng)絡(luò)資源整合在一起，從而可以利用傳感器技術(shù)、視頻技術(shù)和控制器技術(shù)實(shí)現(xiàn)對各種環(huán)境要素的實(shí)時動態(tài)檢測、無線數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時無線遙控及實(shí)時圖像監(jiān)視。
文檔編號G08C17/00GK2899301SQ20062002296
公開日2007年5月9日 申請日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者賀冬仙, 楊珀, 賀秋仙 申請人:賀冬仙, 楊珀, 賀秋仙