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1、(10)申请公布号 CN 103440747 A (43)申请公布日 2013.12.11 CN 103440747 A *CN103440747A* (21)申请号 201310211379.6 (22)申请日 2013.05.23 G08C 17/02(2006.01) H04W 84/18(2009.01) G01K 7/00(2006.01) G01K 13/10(2006.01) G01N 27/22(2006.01) (71)申请人 盐城工学院 地址 224051 江苏省盐城市希望大道 9 号 (72)发明人 李小凡 李慧媛 徐湉湉 (54) 发明名称 基于多网络的无线粮情测控系统。
2、 (57) 摘要 本发明公开了一种基于多网络的无线粮情测 控系统， 该系统包括无线传感器节点、 测控分机、 协调器、 监控PC机、 打印机、 监控手机以及远程PC 机 ； 测控分机包括 CC2530 核心板、 WCDMA 网络模 块(MC8781)和电源 ； 无线传感器节点包括CC2530 核心板、 二个测温电缆组、 一个温湿度传感器 (SHT15) 和电源 ； 仓内无线传感器节点将采集的 粮情数据通过 ZigBee 网络传送给仓外墙上的测 控分机， 测控分机通过 WCDMA 网络模块 (MC8781) 将数据上报WCDMA网络基站， WCDMA网络基站直接 与监控手机通信或通过 Intern。
3、et 将数据上传给 远程 PC 机 ； 测控分机同时通过 ZigBee 网络将粮 情数据传送给协调器， 协调器再通过 RS232 串口 上传给监控主机。本发明的无线粮情测控系统具 有多网络通信， 节点分布合理， 系统功耗低、 成本 小， 数据传送速率快的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103440747 A CN 103440747 A *CN103440747A* 1/1 页 2 1. 一种基于多网络的无线粮情测控系统，。
4、 其特征在于 ： 该系统包括无线传感器节点、 测控分机、 协调器、 监控 PC 机、 打印机、 监控手机以及远程 PC 机， 无线传感器节点将采集的 粮情数据通过ZigBee无线网络传送给仓外墙上的测控分机， 测控分机通过WCDMA网络模块 将数据上报 WCDMA 网络基站， WCDMA 网络基站直接与监控手机通信或通过 Internet 将数据 上传给远程PC机， 测控分机同时通过ZigBee网络将粮情数据传送给协调器， 协调器再通过 RS232 串口上传给监控主机。 2. 如权利要求 1 所述的一种基于多网络的无线粮情测控系统， 其特征在于 ： 所述的测 控分机包括 CC2530 核心板、。
5、 WCDMA 网络模块 (MC8781) 和电源， 其中 WCDMA 网络模块采用 MC8781 型号模块。 3. 如权利要求 1 所述的一种基于多网络的无线粮情测控系统， 其特征在于 ： 所述的协 调器包括 CC2530 核心板、 RS232 串口通信模块和电源。 4. 如权利要求 1 所述的一种基于多网络的无线粮情测控系统， 其特征在于 ： 所述的无 线传感器节点包括实现控制和无线通信的 CC2530 核心板、 二个测温电缆组、 一个温湿度传 感器 (SHT15) 和电源。 5. 如权利要求 3 所述的一种基于多网络的无线粮情测控系统， 其特征在于 ： 所述的一 个测温电缆组由粮仓宽度方向。
6、上的测温电缆并联在一条总线上形成， 一个测温电缆上每隔 1.5米采用单总线方式并联温度传感器(DS18B20)， 粮仓长度方向和宽度方向上每隔4.5米 垂直插入一根测温电缆。 权 利 要 求 书 CN 103440747 A 2 1/3 页 3 基于多网络的无线粮情测控系统 技术领域 0001 本发明涉及无线网络应用技术领域， 尤其是涉及粮食仓储的基于多网络的无线粮 情测控系统。 背景技术 0002 传统粮库采用的是有线监测系统， 各部件之间采用电缆进行数据传送， 这种系统 线路多， 布线复杂、 维护困难等缺陷， 近年来由于无线传感器技术的兴起， 国内研究人员提 出了一些针对无线传感器网络技术。
7、在粮仓环境监测应用中的方案， 这些方案解决了传统有 线通讯的一些弊端， 但未见有文献提出多网络粮情测控系统， 也未有文献具体给出过具体 的无线传感器节点部署方案， 也未有文献报道将低功耗与低成本的 ZigBee 无线网络与传 送速率高的中国联通 3GWCDMA 网络相结合的粮情测控应用实例。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种具体的无线传感器节点的部署方案， 并提 出一种将低功耗与低成本的 ZigBee 无线网络与传送速率快的中国联通 3GWCDMA 网络相结 合的基于多网络的无线粮情测控系统。 0004 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为 ： 一种基于多网络的无线粮。
8、情测控 系统， 包括无线传感器节点、 测控分机、 协调器、 监控 PC 机、 打印机、 监控手机以及远程 PC 机， 无线传感器节点将采集的粮情数据通过 ZigBee 无线网络传送给仓外墙上的测控分机， 测控分机通过 WCDMA 网络模块将数据上报 WCDMA 网络基站， WCDMA 网络基站直接与监控手 机通信或通过 Internet 将数据上传给远程 PC 机， 测控分机同时通过 ZigBee 网络将粮情数 据传送给协调器， 协调器再通过 RS232 串口上传给监控主机。 0005 所述的测控分机包括 CC2530 核心板、 WCDMA 网络模块 (MC8781) 和电源。 0006 所述。
9、无线传感器节点包括实现控制和无线通信的 CC2530 核心板、 二个测温电缆 组、 一个 SHT15 温湿度传感器和电源。 0007 所述测温电缆上有四个采用单总线方式并联的温度传感器 (DS18B20)， 粮仓长度 方向和宽度方向上每隔 4 到 5 米垂直插入一根测温电缆， 将宽度方向上的测温电缆并联在 一条总线上形成一个测温电缆组。 0008 与现有技术相比， 本发明基于多网络的无线粮情测控系统的有益效果是 ： 0009 本发明提供了一种基于多网络的无线粮情测控系统， 采用 ZigBee 网络作为传感 器网络的通讯方式， 选用 CC2530 芯片， 使硬件电路简单可靠， 同时无线传感器节点。
10、的功耗 和成本降低 ； 采用数字式温度传感器和湿度传感器， 避免了模拟信号传输过长时容易受外 界的干扰， 提高了系统工作的稳定性和可靠性 ； 利用单总线方案合理连接测温点， 给出一个 合理高效的无线传感器节点传感器分布方法 ； 利用传送速率快的中国联通 3GWCDMA 网络实 现测控分机与监控手机之间的无线通讯， 降低了远程监控系统的设计难度和成本 ； 测控分 机也可通过 ZigBee 网络与协调器通信， 进而与监控主机通信 ； 系统通过监控 PC 机、 远程 PC 说 明 书 CN 103440747 A 3 2/3 页 4 机和监控手机均能进行粮情测控， 实现了系统多网络的测控手段。 附图。
11、说明 0010 图 1 是本发明的测控系统结构示意图 ； 0011 图 2 是本发明的测控分机硬件原理框图 ； 0012 图 3 是本发明的协调器硬件原理框图 ； 0013 图 4 是本发明的无线传感器节点硬件原理框图 ； 0014 图 5 是本发明的无线传感器节点传感器分布示意图 ； 0015 附图中， 1- 无线传感器节点， 2- 测控分机， 3- 协调器， 4- 监控 PC 机， 5- 打印机， 6- 监控手机， 7- 远程 PC 机， 8- 测温电缆组， 9- 温湿度传感器 (SHT15)， 10- 温度传感器 (DS18B20)， 11- 无线传感器节点的 CC2530 核心板。 具。
12、体实施方式 0016 下面结合附图实施例对本发明作详细描述。 0017 一种本发明所述的基于多网络的无线粮情测控系统， 如图 1 所示， 该系统包括无 线传感器节点 1、 测控分机 2、 协调器 3、 监控 PC 机 4、 打印机 5、 监控手机 6 以及远程 PC 机 7。 0018 本发明所述的测控分机2， 其硬件原理框图如图2所示， 包括CC2530核心板、 WCDMA 网络模块 (MC8781) 和电源。 0019 本发明所述的协调器 3， 其硬件原理框图如图 3 所示， 包括 CC2530 核心板、 RS232 串口通信模块和电源。 0020 粮仓内分布若干个无线传感器节点硬件原理框。
13、图如图 4 所示， 包括实现控制和无 线通信的 CC2530 核心板 11、 二个测温电缆组 8、 一个温湿度传感器 (SHT15)9 和电源。 0021 以一个长 45 米左右， 宽 20 米左右， 粮堆高度 6 米的粮仓为例， 其无线传感器 节点传感器分布如图 5 所示， 粮仓长度方向和宽度方向上每隔 4.5 米插入一根测温电 缆 11， 共五十根测温电缆 11 ； 测温电缆 11 采用单总线方式， 每隔 1.5 米并接温度传感器 (DS18B20)10， 共四个温度传感器 (DS18B20)10， 负责检测粮堆内部四层的温度 ； 将宽度方 向上的五根测温电缆 11 并接在一条总线上形成一。
14、个测温电缆组 8， 共十个测温电缆组 8 ； 在二个测温电缆组之间的粮堆上方安放一个温湿度传感器 (SHT15)9， 共五个温湿度传感器 (SHT15)9， 负责检测粮堆上部的空气湿度和温度 ； 无线传感器节点8的CC2530核心板11连 接有二个测温电缆组 8 和一个温湿度传感器 (SHT15)9， 共五个无线传感器节点 8。 0022 该仓内五个无线传感器节点 8 负责将温度传感器 (DS18B20)10 和温湿度传感器 (SHT15)9 采集的温湿度数据通过无线传感器节点的 CC2530 核心板 11 经 ZigBee 无线网络 传送给仓外墙上的测控分机2的CC2530核心板， 测控分机。
15、2的CC2530核心板通过WCDMA网 络模块 (MC8781) 将数据上报 WCDMA 网络基站， WCDMA 网络基站直接与监控手机 6 通信或通 过 Internet 将数据上传给远程 PC 机 7， 测控分机 2 的 CC2530 核心板同时通过 ZigBee 网络 将粮情数据传送给协调器 3 的 CC2530 核心板， 协调器 3 的 CC2530 核心板再通过 RS232 串 口上传给监控主机 4， 监控主机 4 可通过与之相连接的打印机 5 打印粮情数据。 0023 本发明提供了一种基于多网络的无线粮情测控系统， 采用 ZigBee 网络作为传感 说 明 书 CN 1034407。
16、47 A 4 3/3 页 5 器网络的通讯方式， 选用 CC2530 芯片， 使硬件电路简单可靠， 同时无线传感器节点的功耗 和成本降低 ； 采用数字式温度传感器和湿度传感器， 避免了模拟信号传输过长时容易受外 界的干扰， 提高了系统工作的稳定性和可靠性 ； 利用单总线方案合理连接测温点， 给出一个 合理高效的无线传感器节点传感器分布方法 ； 利用传送速率快的中国联通 3GWCDMA 网络实 现测控分机与监控手机之间的无线通讯， 降低了远程监控系统的设计难度和成本 ； 测控分 机也可通过 ZigBee 网络与协调器通信， 进而与监控主机通信 ； 系统通过监控 PC 机、 远程 PC 机和监控手机均能进行粮情测控， 实现了系统多网络的测控手段。 说 明 书 CN 103440747 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103440747 A 6 2/2 页 7 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103440747 A 7 。