本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控安防系統(tǒng)，具體的是涉及一種基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于農(nóng)業(yè)保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
目前在農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域進(jìn)行病蟲害的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警等工作的前提是需要對(duì)害蟲的種類和數(shù)量等信息進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的判斷，目前我國現(xiàn)今的害蟲監(jiān)測(cè)方式主要為人工調(diào)查，然后由測(cè)報(bào)人員匯報(bào)，即人為估計(jì)，制定害蟲防治策略，這種方式在短期內(nèi)的預(yù)報(bào)相對(duì)準(zhǔn)確，而中長期的預(yù)報(bào)則相對(duì)滯后，同時(shí)耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，而且不適合交通不方便的地區(qū)，而采用有線網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，有線通信方式布線復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度高，同時(shí)鋪設(shè)速度較慢，容易在建設(shè)初期形成安全上的盲點(diǎn)，而且維護(hù)成本高，工作現(xiàn)場(chǎng)的通信線路容易遭受破壞，破壞后的恢復(fù)周期一般較長，目前采用的無線報(bào)警系統(tǒng)由于無線節(jié)點(diǎn)長期放置與野外，這樣跟換電池相對(duì)比較繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供基于混合傳感網(wǎng)絡(luò)的安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的確定闖入農(nóng)田的生物類型，并進(jìn)行合理處理。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由服務(wù)器、監(jiān)控終端、移動(dòng)監(jiān)控單元、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成；服務(wù)器負(fù)責(zé)接收并存儲(chǔ)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、服務(wù)器、監(jiān)控終端、移動(dòng)監(jiān)控單元依次順序雙向連接，其特征在于：所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和靜態(tài)節(jié)點(diǎn)，無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有太陽能供電模塊。所述的太陽能供電模塊包括太陽能電池板、太陽能控制器、鋰離子電池、備用電池。太陽能電池板通過太陽能控制器與鋰離子電池相連；太陽能控制器由微處理器、充電電路、放電電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路組成，它們順次與微處理器相連；充電電路輸入端連接太陽能電池板，輸出端連接鋰離子電池或者備用電池，放電電路輸入端連接鋰離子電池，輸出端連接用電設(shè)備，檢測(cè)電路連接鋰離子電池和用電設(shè)備。所述的傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊由無線網(wǎng)絡(luò)、串口、以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口和以太網(wǎng)交換機(jī)連接，以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖網(wǎng)絡(luò)連接。該系統(tǒng)通過混合傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，所述的混合傳感網(wǎng)絡(luò)是由移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和靜態(tài)節(jié)點(diǎn)組成的傳感網(wǎng)絡(luò)。所述的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、視頻感知模塊、無線傳輸模塊、導(dǎo)航模塊、聲光預(yù)警模塊組成，視頻感知模塊的輸出連接處理器控制模塊的輸入端，處理器控制模塊和無線傳輸模塊、導(dǎo)航模塊雙向連接，聲光預(yù)警模塊連接到處理器控制模塊，太陽能供電模塊負(fù)責(zé)給各個(gè)部分進(jìn)行供電。所述的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)還可以具有存儲(chǔ)單元。所述的移動(dòng)追蹤節(jié)點(diǎn)由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、無線傳輸模塊、視頻感知模塊、移動(dòng)模塊、異常處理模塊，無線傳輸模塊和處理器控制模塊雙向連接，視頻感知模塊、移動(dòng)模塊、異常處理模塊連接至處理器控制模塊。所述的異常處理模塊包括聲音恐嚇單元、藥物打針單元、藥物噴灑單元。本發(fā)明的有益效果是：準(zhǔn)確、及時(shí)的發(fā)現(xiàn)、確定動(dòng)物類型，并能進(jìn)行相關(guān)的處理，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易行，節(jié)約了電能、安全無污染，適合大規(guī)模推廣應(yīng)用。附圖說明圖1為安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為靜態(tài)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖。圖3為對(duì)最佳路徑的選擇策略。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖1所示，基于太陽能無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由服務(wù)器、監(jiān)控終端、移動(dòng)監(jiān)控單元、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)組成；服務(wù)器負(fù)責(zé)接收并存儲(chǔ)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，并具有常用生物類型的數(shù)據(jù)信息庫，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、服務(wù)器、監(jiān)控終端、移動(dòng)監(jiān)控單元依次順序雙向連接，監(jiān)控終端負(fù)責(zé)訪問服務(wù)器數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)顯示各個(gè)工作點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)信息、歷史數(shù)據(jù)查詢服務(wù)及異常報(bào)警服務(wù)、移動(dòng)監(jiān)控單元簡要的現(xiàn)實(shí)信息，提供報(bào)警等緊急提示功能。監(jiān)控終端實(shí)時(shí)提供農(nóng)場(chǎng)環(huán)境分布圖，提供超限報(bào)警和實(shí)時(shí)動(dòng)物或者害蟲的位置信息，根據(jù)無線傳感節(jié)點(diǎn)采樣的生物圖像和服務(wù)器里的生物類型數(shù)據(jù)信息庫比較確定生物類型。傳輸網(wǎng)絡(luò)模塊由無線網(wǎng)絡(luò)、串口、以太網(wǎng)交換機(jī)、光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過串口和以太網(wǎng)交換機(jī)連接，以太網(wǎng)交換機(jī)和光纖網(wǎng)絡(luò)連接。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)交換機(jī)負(fù)責(zé)連接光纖網(wǎng)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)，通過光纖網(wǎng)，將數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器。根據(jù)農(nóng)田、林地面積比較大，光纖進(jìn)入成本比較大，所以農(nóng)田、林地最理想的選擇由無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)覆蓋，無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)，通過WSN傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過RS232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的交換機(jī)與光纖連接，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無縫連接。主干網(wǎng)采用千兆單模光纖連接交換機(jī)構(gòu)成，在各巷道中網(wǎng)絡(luò)采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。系統(tǒng)巡檢時(shí)間小于30秒，數(shù)據(jù)采集時(shí)間，小于0.01秒。交換機(jī)實(shí)現(xiàn)無線傳感網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)的連接，因此，交換機(jī)必須具備光纖和以太網(wǎng)雙接口，每個(gè)數(shù)據(jù)分析模塊都配置一個(gè)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)充當(dāng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備將無線網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本單元。無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為靜態(tài)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成的混合傳感網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)采集農(nóng)田、林地管轄區(qū)域內(nèi)的環(huán)境參數(shù)及闖入農(nóng)田、林地生物的信息，定位系統(tǒng)采用RSSI測(cè)距方法，該方法傳輸距離遠(yuǎn)，成本功耗低，節(jié)點(diǎn)硬件體積小、重量輕。如圖2所示，靜態(tài)節(jié)點(diǎn)由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、視頻感知模塊、無線傳輸模塊、導(dǎo)航模塊、聲光預(yù)警模塊組成，視頻感知模塊的輸出連接處理器控制模塊的輸入端，處理器控制模塊和無線傳輸模塊、導(dǎo)航模塊雙向連接，聲光預(yù)警模塊連接到處理器控制模塊，太陽能供電模塊負(fù)責(zé)給各個(gè)部分進(jìn)行供電，另外，靜態(tài)節(jié)點(diǎn)還可以具有存儲(chǔ)單元；靜態(tài)節(jié)點(diǎn)都具有視頻、報(bào)警功能，同時(shí)又具有數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送、處理等特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)定位識(shí)別生物的類型和定位闖入農(nóng)田、林地生物的位置。各靜態(tài)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)連接，每間隔50米左右放置一個(gè)節(jié)點(diǎn)。相互之間無線連接，同時(shí)各節(jié)點(diǎn)附視頻采集單元，監(jiān)測(cè)該點(diǎn)環(huán)境參數(shù)。靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的分布可根據(jù)農(nóng)田、林地實(shí)際需求布置，農(nóng)田、林地中節(jié)點(diǎn)數(shù)量可達(dá)到255個(gè)。信號(hào)傳輸速率為250Kbps，調(diào)制頻率為2.4GHz，信號(hào)傳輸半徑為50米。靜態(tài)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)主要功能：1)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自組織、自愈功能。即新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)分配新節(jié)點(diǎn)的唯一地址；網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)意外損壞或者電量不足，網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)ふ倚碌膫鬏斅肪€，保證網(wǎng)絡(luò)通訊的暢通。2)每個(gè)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)不僅采集環(huán)境參數(shù)信息，而且作為中繼節(jié)點(diǎn)，上傳下級(jí)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。3)靜態(tài)節(jié)點(diǎn)為跟蹤進(jìn)入農(nóng)田、林地的生物的位置信息充當(dāng)信標(biāo)，為提高定位精度，根據(jù)區(qū)域環(huán)境負(fù)責(zé)修進(jìn)入農(nóng)田、林地的生物的坐標(biāo)。4)確定闖入的生物的類型。5)當(dāng)采集到的參數(shù)異常時(shí)，如有害蟲或者動(dòng)物進(jìn)入，異常區(qū)域的節(jié)點(diǎn)則發(fā)出報(bào)警信息。移動(dòng)追蹤節(jié)點(diǎn)由太陽能供電模塊、處理器控制模塊、無線傳輸模塊、視頻感知模塊、移動(dòng)模塊、異常處理模塊，無線傳輸模塊和處理器控制模塊雙向連接，視頻感知模塊、移動(dòng)模塊、異常處理模塊，其中異常處理模塊連接至處理器控制模塊，包括聲音恐嚇單元、藥物打針單元、藥物噴灑單元，移動(dòng)追蹤節(jié)點(diǎn)需要借助靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的感知和導(dǎo)航功能，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的幫助下，處理器控制模塊控制移動(dòng)模塊使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)朝著最有利于捕獲的方向移動(dòng)以接近目標(biāo)，完成包括進(jìn)一步識(shí)別生物類型、根據(jù)生物種類的不通，采用不用的處理方式，對(duì)有害的動(dòng)物進(jìn)行恐嚇、藥物打針或藥物噴灑。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)需要增刪模塊，特殊情況下可以采用市場(chǎng)上小型機(jī)器人，移動(dòng)追蹤節(jié)點(diǎn)收到追逐請(qǐng)求后，經(jīng)過可能的任務(wù)分配，按照目標(biāo)的位置和運(yùn)動(dòng)模式信息，尋求最佳追逐方案，對(duì)于靜態(tài)目標(biāo)，我們假設(shè)移動(dòng)傳感節(jié)點(diǎn)能夠以恒定的速率V移動(dòng)，移動(dòng)方向由系統(tǒng)計(jì)算而定，對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用坐標(biāo)定位，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇周圍的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)為參考目標(biāo)，根據(jù)該靜態(tài)節(jié)點(diǎn)以及目標(biāo)T的位置信息，計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的追捕策略。在如圖3中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)M以靜態(tài)節(jié)點(diǎn)S為參考系，根據(jù)目標(biāo)的估計(jì)位置以及靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算了偏離基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)S方向移動(dòng)的最佳角度其中，dSM、dMT、dTS分別是S至M、至T和T至S的距離。太陽能供電模塊包括太陽能電池板、太陽能控制器、鋰離子電池、備用電池。太陽能電池板通過太陽能控制器與鋰離子電池相連；太陽能控制器由微處理器、充電電路、放電電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路組成，它們順次與微處理器相連；充電電路輸入端連接太陽能電池板，輸出端連接鋰離子電池，放電電路輸入端連接鋰離子電池，輸出端連接用電設(shè)備，檢測(cè)電路連接鋰離子電池和用電設(shè)備。太陽能供電模塊主要給無線傳感節(jié)點(diǎn)供電，太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能在充電電路的作用下，將該能量存儲(chǔ)在鋰離子電池中，備用電設(shè)備使用；當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到有用電設(shè)備需要工作用電時(shí)，經(jīng)過放電電路將鋰離子電池中的電能提供給用電設(shè)備；當(dāng)遇到連續(xù)的陰雨天氣，檢測(cè)電路檢測(cè)到鋰離子電池中的電能不能滿足用電設(shè)備所需的電能時(shí)，此時(shí)啟用備用電池保證用電設(shè)備正常工作；當(dāng)檢測(cè)電路檢測(cè)到用電設(shè)備過載、短路、過流等異常情況時(shí)，保護(hù)電路關(guān)閉輸出，鋰離子電池停止供電，等異常排除，供電系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。