本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡技術領域，尤其涉及一種溫室大棚用無線傳感器的網(wǎng)絡節(jié)點。

背景技術：

溫室環(huán)境控制是通過改變環(huán)境因子（如溫度、濕度、光照度CO2濃度等）來獲得作物生長的最佳條件。目前，國內(nèi)的溫室監(jiān)控系統(tǒng)主要采用有線方式實現(xiàn)上位機與下位機之間的信息傳輸。這種有線傳輸方式是溫室內(nèi)的信號線和動力線交織在一起，可靠性降低，安裝維護不方便，不利用農(nóng)業(yè)機器人等移動設備的作業(yè)，采用這種方式建立起來的溫室監(jiān)控系統(tǒng)功能可擴展性和傳感器布置的靈活性差。

隨著科學技術的發(fā)展，高科技不斷被應用到溫室環(huán)境控制中，溫室環(huán)境控制工作日益走向高科技、智能化、系統(tǒng)化、綜合化。環(huán)境監(jiān)測是一類典型的傳感器網(wǎng)絡的應用。與傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)控手段相比，使用傳感器網(wǎng)絡進行環(huán)境監(jiān)控有三個顯著的優(yōu)勢：一是傳感器節(jié)點的體積很小且整個網(wǎng)絡只需要部署一次，因此部署傳感器網(wǎng)絡對監(jiān)控環(huán)境的人為影響很小。這一點在對外來生物活動非常敏感的環(huán)境中尤其重要。二是傳感器網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量大，分布密度高，每個節(jié)點可以檢測到局部環(huán)境的詳細信息并匯總到基站，因此傳感器網(wǎng)絡具有數(shù)據(jù)采集量大，精度高的特點。三是無線傳感器節(jié)點本身具有一定的計算能力和存儲能力，可以根據(jù)物理環(huán)境的變化進行較為復雜的監(jiān)控，傳感器節(jié)點還具有無線通信能力，可以在節(jié)點間進行協(xié)同監(jiān)控。通過增大電池容量和提高電池使用效率，以及采用低功耗的無線通信模塊和無線同協(xié)議可以使傳感器網(wǎng)絡的生命期延長很長時間，這保證了傳感器網(wǎng)絡的實用性。節(jié)點的計算能力和無線通信能力使得傳感器網(wǎng)絡能夠重新編程和重新部署，對環(huán)境變化、傳感器網(wǎng)絡自身變化以及網(wǎng)絡控制指令做出及時反應，因而傳感器網(wǎng)絡適用于多種環(huán)境監(jiān)測應用中。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種溫室大棚用無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，具有較高集成度，同時具備低成本、低能耗、高效率、壽命長、反應靈敏等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案： 一種溫室大棚用無線傳感器的網(wǎng)絡節(jié)點，包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器；所述的太陽能電池板為圓形，其上設有凸透鏡層，所述的凸透鏡層是由焦距不同的六棱形凸透鏡組成的向上拱起的半球狀曲面；或者所述的太陽能電池板為橢圓形，其上設有凸透鏡層，所述的凸透鏡層是由焦距不同的六棱形凸透鏡組成的向上拱起的半橢球狀曲面。

將溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器安裝在溫室大棚的適當位置，傳感器采集信號后即將信號傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳遞給微處理器，微處理器處理信號后通過無線通訊模塊將信號傳送出去。同時能量管理模塊能夠為工作在不同電壓下的其他各個部分提供適合的工作電壓。所述LCD顯示屏用于信息顯示。所述驅(qū)動裝置用于發(fā)生泄漏時將空氣泵打開，對燃氣管道泄漏點進行應急處理，將泄漏的氣體排出，減小泄漏點的壓強，防止事故的進一步惡化。本發(fā)明采用普通電池和太陽能電池板相結(jié)合的方式為節(jié)點供電，一方面太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為整個節(jié)點供電，另一方面，當遇到連續(xù)陰雨天，太陽能供電不足時，可以通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為普通電池進行供電，當太陽能電池板能夠轉(zhuǎn)化光能為節(jié)點供電時，轉(zhuǎn)換器又會自動切換為太陽能供電，這種供電方式既節(jié)能又能夠延長了無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的壽命。

優(yōu)選地，所述存儲器為RAM和ROM。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。

優(yōu)選地，微控制器為CC2430芯片。所述核心處理單元核心處理器為CC2430 芯片，該芯片采用高性能和低功耗的8051 微控制器核，具有高達128KB 可編程閃存和8KB 的RAM 等片上資源。

優(yōu)選地，所述LCD顯示器為1602 液晶顯示器。

優(yōu)選地，所述凸透鏡層上的六棱凸透鏡的焦點都落在太陽能電池板上。

本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，具有較高集成度，同時具備低成本、低能耗、高效率、壽命長等優(yōu)點，實用性強，適用范圍廣。本發(fā)明的太陽能電池板其上具有向上拱起的半球狀或者半橢球狀的凸透鏡層，一方面凸透鏡具有聚光能力，能夠增加太陽能電池板的光照強度，另一方面向上拱起的半球狀或者半橢球狀曲面能夠增加受光面積，從而也能增加太陽能電池板的光照強度，光照強度增加，太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率也增加。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的模塊示意圖；

圖2為太陽能電池板的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種溫室大棚用無線傳感器的網(wǎng)絡節(jié)點，其特征在于：包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、存儲器、無線通訊模塊、LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器；所述的太陽能電池板1為圓形，其上設有凸透鏡層2，所述的凸透鏡層2是由焦距不同的六棱形凸透鏡3組成的向上拱起的半球狀曲面；或者所述的太陽能電池板1為橢圓形，其上設有凸透鏡層2，所述的凸透鏡層2是由焦距不同的六棱形凸透鏡3組成的向上拱起的半橢球狀曲面。所述存儲器為RAM和ROM。所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。微控制器為CC2430芯片。所述LCD顯示器為1602 液晶顯示器。所述凸透鏡層2上的六棱凸透鏡3的焦點都落在太陽能電池板1上。