一种基于无线传感器网络的生猪养殖环境监测方法

摘要

本发明涉及一种基于无线传感器网络的生猪养殖环境监测方法。本发明以STM32W108芯片为ZigBee无线传输的主控芯片，设计并制作了无线传输模块，并连接了温湿度传感器和氨气浓度传感器进行猪舍内环境信息的监测，数据通过星型—mesh型网络的混合网络拓扑结构上传至数据中心进行实时监控。

主权项

一种基于无线传感器网络的生猪养殖环境监测设备，包括终端采集节点、路由节点和协调器节点。各节点主要包括以下模块：(1)ZigBee主控模块。主控模块连接了其他各个功能模块，节点上电后，主控模块启动，调用已存储的指令，操作各模块完成各自的功能；(2)电源管理模块。在基于ZigBee的网络节点中，各模块需要的电压为3.3V。由于节点设备都部署在猪舍内部，容易得到220V的交流电压，加之节点设备必须具备较好的防潮防水性和长期运行的稳定性，所以采用220V的交流供电方式将优于电池供电方式。具体的供电方案是通过电源适配器将220V交流电压转换为5V的直流电压，再将5V的直流电压转换为3.3V。ZigBee模块设计了usb供电和外部DC5－9V两种供电方式，并设有电源开关；(3)RS232串口模块。ZigBee模块设计了一路RS232接口(DB9连接器)，无线模块的USART通过SP3223芯片连接到J2，J2端口的信号是标准RS232电平。硬件设备可以通过RS232串口模块与计算机的串口相连直接传输数据，也可以通过串口连接其他的硬件设备；(4)Flash模块。ZigBee模块设计了1M串行FLASH芯片，芯片型号为M25P10－A，用于进行数据记录、存储；(5)时钟模块。采用PCF8563作为系统的时钟芯片，PCF8563的地址和数据通过I2C总线接口串行传递，处理器模块作为I2C的主机有SDA和SCL线，SDA是双向的数据口，SCL为同步时钟信号输出口；I2C的从机也有相应的SDA和SCL线，SDA是双向的数据口，SCL为同步时钟信号输入口。一旦处理器使能I2C功能，默认情况下使用DIO14作为时钟SCL，DIO15作为双向通信的数据口SDA。