森林凋落物分解气候因素监测系统
阅读：785发布：2020-06-22
专利汇可以提供森林凋落物分解气候因素监测系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种 森林凋落物 分解 气候 因素监测系统，包括：无线传感控制单元，用于采集气候参数；一个或多个无线网关 服务器 ，分别与至少一个无线传感控制单元电连接，用于接收来自相应无线传感控制单元的气候参数并转发气候参数，无线网关服务器及与其相对应的无线传感控制单元构成自组网络；监控终端，与无线网关服务器通讯连接，用于获取由无线网关服务器转发的气候参数。本发明中的无线传感控制单元部署在野外。无线网关服务器可获取多个无线传感控制单元的数据，进一步将获得的数据发送给监控终端，这样，就可以利用监控终端获取各监测点的数据，具有成本低、测量精准、维护便捷的特点。，下面是森林凋落物分解气候因素监测系统专利的具体信息内容。
1.一种森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，包括：
多个无线传感控制单元（10），用于采集气候参数；
一个或多个无线网关服务器（20），分别与至少一个所述无线传感控制单元（10）无线通信连接，用于接收来自相应所述无线传感控制单元（10）的所述气候参数并转发所述气候参数，所述无线网关服务器（20）及与其相对应的所述无线传感控制单元（10）构成无线自组网络；
监控终端（30），与所述无线网关服务器（20）通讯连接，用于获取由所述无线网关服务器（20）转发的所述气候参数。
2.根据权利要求1所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线传感控制单元（10）包括：
分布式计算与无线通讯模块，与所述无线网关服务器（20）无线连接；
气候参数采集模块，与所述分布式计算与无线通讯模块电连接，用于在所述分布式计算与无线通讯模块的控制下采集气候参数；所述分布式计算与无线通讯模块获取所述气候参数采集模块采集到的气候参数，并将该气候参数发送给所述无线网关服务器（20）。
3.根据权利要求1-2所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线传感控制单元（10）还包括：
设备控制接口，与所述分布式计算与无线通讯模块电连接，用于根据所述监控终端（30）的控制指令控制外部设备的运行。
4.根据权利要求1所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线网关服务器（20）包括：
第一无线通讯模块（21），用于与所述无线传感控制单元（10）通讯；
第二无线通讯模块（22），用于与所述监控终端（30）通讯；
控制模块（23），与所述第一无线通讯模块（21）和所述第二无线通讯模块（22）电连接，用于实现所述第一无线通讯模块（21）和所述第二无线通讯模块（22）的双通道数据融合与通讯控制。
5.根据权利要求1所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述森林凋落物分解气候因素监测系统还包括：
云端服务器（40），所述无线网关服务器（20）将数据通过互联网发送给所述云端服务器（40），所述监控终端（30）访问所述云端服务器（40）从而实现与所述无线传感控制单元（10）的交互。
6.根据权利要求1所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线传感控制单元（10）将其采集的气候参数、自组网的节点在线状态及电池电压信息打包成数据帧后发送给所述无线网关服务器（20），所述无线网关服务器（20）将其接收到的数据帧转换成预定的通信及数据格式后发送出去。
7.根据权利要求5所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线网关服务器（20）实时侦听所述云端服务器（40）的连接状态，如果发现掉线，则所述无线网关服务器（20）自动重新连接所述云端服务器（40）。
8.根据权利要求5所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述无线网关服务器（20）定时向所述云端服务器（40）发送心跳包，进而使所述云端服务器（40）实时获取所述无线传感控制单元（10）的联网状态。
9.根据权利要求5所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述云端服务器（40）将其接收到的数据同步解析后保存到数据库中，以便为所述监控终端（30）提供web监控服务接口；
所述监控终端（30）访问所述web监控服务接口，以获得来自所述无线传感控制单元（10）的各种数据，并通过所述web监控服务接口向所述无线传感控制单元（10）发出控制指令。
10.根据权利要求5所述的森林凋落物分解气候因素监测系统，其特征在于，所述监控终端（30）可用于设置对外部设备的运行操作条件；
所述云端服务器（40）包括中间模块、数据库系统和web系统，所述中间模块获取系统运行逻辑命令并将其保存为运行时文件，所述中间模块定时读取所述运行时文件并判断所述运行时文件内的运行操作条件是否满足，若已满足但未执行，则通过所述中间模块向相应的所述无线网关服务器（20）发出相应的控制指令，该所述无线网关服务器（20）将所述控制指令解析为分布式自组网数据帧并发送给相应的所述无线传感控制单元（10）以控制相应的所述外部设备的运行。
森林凋落物分解气候因素监测系统
技术领域
背景技术
[0002] 森林凋落物分解在森林生态系统的物质养分循环和有机质周转中起着关键作用，其过程是植物生物量和生态系统碳储存的重要决定因素。凋落物分解速率受环境条件、凋落物的化学和物理组成（凋落物质量）及土壤生物调控（Cadish and Giller，1997）。Lavelle等（1993）推测这三种因素对凋落物分解速率进行的调控是分等级的。Aerts（2006）认为三个主要的调控等级起作用的顺序是：气候>凋落物质量>土壤生物。在全球尺度或区域尺度上，气候因素对凋落物的分解起主导作用。对森林凋落物分解的研究，已成为国际植物凋落物生态学研究领域的热点。全球变暖、大气CO2浓度上升、太阳UV-B辐射增强、大气N沉降等因素直接或间接影响凋落物分解速率，因而，全球变化对凋落物分解的影响也受到广泛关注。
[0003] 森林凋落物分解时间较长，影响因素众多，与温度、湿度等气候因素的变化密切相关。大量的研究结果表明，随着温度升高，凋落物分解速率有加快的趋势。温度升高可促进土壤养分的矿化和提高养分的可利用性，提高微生物的活性，从而直接促进凋落物的分解（孙志高，2007）；温度影响森林系统的群落组成、结构及物候变化、凋落物基质的质量、土壤养分可利用性和高纬度湿地融层深度等，进而间接影响凋落物的分解速率（CHEN H，2001）。湿度是影响凋落物分解的另一个重要气候因素。凋落物的水分含量强烈影响着凋落物的分解，水分可以通过淋溶作用直接影响凋落物的分解速率，也可以通过影响凋落物的基质质量、土壤分解体的活动、土壤生物的活性等影响凋落物的分解速率（李雪峰，2007；HUNGATE B A，1999；MOONEY H A，1999）。
[0004] 现有技术条件下，森林凋落物分解的温湿度通常采用样地的年/月平均气温和降雨量，而凋落物孵育时间间隔一般为1-3个月。CO2浓度升高不仅会导致全球温度升高，而且会使局部地区降水量发生变化，从而直接或间接地影响凋落物分解速率。已有的研究多是单因素的、短期的、独立的，缺乏多因素、多点、长期定位研究数据。由于野外环境的广域性和监测点的分散性，人工采集数据和有线数据传输将花费大量的物力和人力成本。同时，由于缺乏统一的研究方法，导致许多结果可比性较差。因此，开发一种测量精准、维护便捷、成本低廉的森林凋落物分解气候因素的分布式无线传感控制系统，是进一步推进森林生态系统凋落物分解过程和机理研究的迫切需要。
发明内容
[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种成本低、测量精准、维护便捷的森林凋落物分解气候因素监测系统。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种森林凋落物分解气候因素监测系统，包括：多个无线传感控制单元，用于采集气候参数以及对电气设备的开关控制；无线网关服务器，与至少一个无线传感控制单元以自组网方式连接，用于接收来自相应无线传感控制单元的气候参数并通过GPRS网络发送到云端以及转发监控终端下行到无线传感控制单元的电气控制命令；监控终端，与无线网关服务器通讯连接，用于获取由无线网关服务器转发的气候参数以及发送控制命令。
[0007] 进一步地，无线传感控制单元包括：分布式计算与无线通讯模块，与无线网关服务器无线连接；气候参数采集模块，与分布式计算与无线通讯模块电连接，用于在分布式计算与无线通讯模块的控制下采集气候参数；分布式计算与无线通讯模块获取气候参数采集模块采集到的气候参数，并将该气候参数发送给无线网关服务器。
[0009] 进一步地，无线网关服务器包括：第一无线通讯模块，用于与无线传感控制单元通讯；第二无线通讯模块，用于与监控终端通讯；控制模块，与第一无线通讯模块和第二无线通讯模块电连接，用于实现第一无线通讯模块和第二无线通讯模块的双通道数据融合与通讯控制。
[0010] 进一步地，森林凋落物分解气候因素监测系统还包括：云端服务器，无线网关服务器将数据通过互联网发送给云端服务器，监控终端访问云端服务器从而实现与无线传感控制单元的交互。
[0011] 进一步地，无线传感控制单元将其采集的气候参数、自组网的节点在线状态及电池电压数据打包后发送给无线网关服务器，无线网关服务器将其接收到的数据帧转换成预定的数据格式及TCP/IP通信协议后通过GPRS网络发送出去。
[0012] 进一步地，无线网关服务器实时侦听云端服务器的连接状态，如果发现掉线，则无线网关服务器自动重新连接云端服务器。
[0013] 进一步地，无线网关服务器定时向云端服务器发送心跳包，以使云端服务器实时获取无线传感控制单元的联网状态。
[0014] 进一步地，云端服务器将其接收到的数据同步解析后保存到数据库中，以便为监控终端提供web监控服务接口；监控终端访问web监控服务接口，以获得来自无线传感控制单元的各种数据，并通过web监控服务接口向无线传感控制单元发出控制指令。
[0015] 进一步地，监控终端可用于设置对外部设备的运行操作条件；云端服务器系统包括中间件模块、数据库系统和web系统，用户通过web预设或手动控制系统运行逻辑，中间件模块获取系统运行逻辑命令并将其保存为运行时文件，中间件软件定时读取运行时文件并判断运行时文件内的运行操作条件是否满足，若已满足但未执行，则通过中间件模块向相应的无线网关服务器发出相应的控制指令，该无线网关服务器将控制指令解析为分布式自组网数据帧并发送给相应的无线传感控制单元以控制相应的外部设备的运行。
[0016] 本发明中的无线传感控制单元及无线网关服务器均部署在野外，并以无线自组网形式通信。无线网关服务器20可获取多个无线传感控制单元10的数据，进一步将获得的数据发送给监控终端，这样，就可以利用监控终端，实时地查看各区域内的各监测点的数据，从而为森林生态系统凋落物的分解过程及机理研究提供有力的支撑，具有成本低、测量精准、维护便捷的特点。附图说明
[0017] 图1示意性地示出了一个实施例中的无线传感控制单元的示意图；
[0018] 图2示意性地示出了一个实施例中的无线网关服务器的示意图；
[0019] 图3示意性地示出了一个实施例中的森林凋落物分解气候因素监测系统的整体架构示意图。
[0020] 图中附图标记：10、无线传感控制单元；11、扩展底板；12、OLED显示模块；13、2.4GHz天线；14、电池盒；15、控制模块；16、数字式传感器输入接口；17、模拟式传感器输入接口；20、无线网关服务器；21、第一无线通讯模块；22、第二无线通讯模块；23、控制模块；
24、GPRS模块；25、OLED显示屏模块；26、扩展底板；27、外置电源；30、监控终端；31、终端计算机；32、平板电脑；33、智能手机；40、云端服务器；50、系统区域；60、互联网。
24、GPRS模块；25、OLED显示屏模块；26、扩展底板；27、外置电源；30、监控终端；31、终端计算机；32、平板电脑；33、智能手机；40、云端服务器；50、系统区域；60、互联网。
具体实施方式
[0022] 本发明提供了一种森林凋落物分解气候因素的分布式无线传感控制系统，包括部署在野外森林凋落物分解监测区域中的多个无线传感控制单元和网关服务器。
[0023] 请参考图1至图3，本发明提供了一种森林凋落物分解气候因素监测系统，包括：无线传感控制单元10，用于采集气候参数；一个或多个无线网关服务器20，分别与至少一个无线传感控制单元10电连接，用于接收来自相应无线传感控制单元10的气候参数并转发气候参数，无线网关服务器20及与其相对应的无线传感控制单元10构成自组网络；监控终端30，与无线网关服务器20通讯连接，用于获取由无线网关服务器20转发的气候参数。
特别地，气候参数可以包括温度、湿度、CO2、光照度、NO、NO2和降雨量等。特别地，监控终端
30可以是电脑、平板电脑或智能手机等。
特别地，气候参数可以包括温度、湿度、CO2、光照度、NO、NO2和降雨量等。特别地，监控终端
30可以是电脑、平板电脑或智能手机等。
[0024] 本发明中的无线传感控制单元10与无线网关服务器20均部署在野外，并组成无线传感控制网络。例如，一个无线网关服务器20可以与多个无线传感控制单元10自动构建成自组网的形式。这样，一个无线网关服务器20可通过无线的方式与其网络内的每个无线传感控制单元10建立通讯连接，获取各无线传感控制单元10的数据（例如，可以包括其检测到的气候参数，也可以包括其它有用的数据等）。无线网关服务器20进一步将获得的数据发送给监控终端30，这样，就可以利用监控终端30，实时地获取、查看、分析各区域内的各监测点的数据，从而为森林生态系统凋落物的分解过程及机理研究提供有力的支撑，具有成本低、测量精准、维护便捷的特点。
[0025] 在一个优选的实施例中，无线传感控制单元10包括：分布式计算与无线通讯模块，与无线网关服务器20无线连接；气候参数采集模块，与分布式计算与无线通讯模块电连接，用于在分布式计算与无线通讯模块的控制下采集气候参数；分布式计算与无线通讯模块获取气候参数采集模块采集到的气候参数，并将该气候参数发送给无线网关服务器20。其中，分布式计算与无线通讯模块可通过设定的工作参数（例如，时间间隔等）控制气候参数采集模块采集相应的气候参数。优选地，气候参数采集模块支持多种气候参数的模拟式传感器与数字式传感器同时的采集，用于完成温度、湿度、CO2、光照度、NO、NO2、降雨量等野外气候因素监测参数的数据采集。其中，温度、湿度包括空气和/或土壤的温度与湿度等。
[0026] 优选地，无线传感控制单元10还包括：设备控制接口，与分布式计算与无线通讯模块电连接，用于根据监控终端30的控制指令控制外部设备的运行。利用设备控制接口，可以控制外部电气设备等的运行，实现远程遥控的目的。
[0027] 特别地，无线传感控制单元10可以基于分布式无线自组网技术与微功耗技术设计。
[0028] 在一个实施例中，无线传感控制单元10可包括扩展底板11、OLED显示模块12、2.4GHz天线13和电池盒14（例如，可以为外置式）。
[0029] 优选地，扩展底板上设置有控制模块15（特别地，可以是无线SoC，System-on-a-Chip）、气候参数采集模块、继电器控制驱动模块。例如，控制模块与扩展底板可通过20pin针脚连接，扩展底板与OLED显示模块可采用14芯数据连接带连接，扩展底板与气候参数采集模块之间可采用4芯航空接头连接，扩展底板与外置式的电池盒之间可采用2芯航空接头连接。其中，分布式计算与无线通讯模块包括控制模块、继电器控制驱动模块可用作上述的设备控制接口。
[0030] 优选地，扩展底板还可包括数字式传感器输入接口16，用于将野外气候因素传感器采集到的信号（包括：空气温湿度、土壤温湿度、CO2、降雨量等）发送到控制模块的数字IO针脚；模拟式传感器输入接口17，用于将野外气候因素传感器输出的电信号（包括：NO、NO2、光照度等）转换为0-5V电压信号采集并发送到控制模块的AD采集IO针脚。
[0031] 在一个实施例中，控制模块采用TI/CHIPCON CC2530SoC主芯片与32M主晶振，CC2530SoC内嵌一颗增强型C8051处理器以及一颗直序扩频射频芯片。CC2530SoC支持IEEE802.15.4标准，用于传感控制器的分布式计算与无线通信，实现传感器数据采集、处理与OLED显示模块的数据显示以及无线传感控制单元10与无线网关服务器20间的无线通信，实现分布式无线自组网。由于CC2530的SoC特征使得外围电路简洁，系统稳定可靠。
[0032] 优选地，采用扩展底板将CC2530SoC的电源接口、程序下载接口、IO接口映射到电路。可采用MCT1700电源管理芯片设计稳压电路对控制模块提供3.3V电压，可采用TPS5430电源管理芯片设计稳压电路对继电器控制驱动模块提供12V电压，可采用JTAG接口实现控制模块程序下载接口映射，可采用4芯航空接头映射控制模块IO接口连接传感器模块，可采用3芯航空接头映射控制模块的IO接口连接继电器控制驱动模块，OLED显示模块可采用128×64Led显示屏，可通过14芯数据连接带与扩展底板连接映射CC2530的IO接口。控制模块通过IO口控制OLED显示，同时给OLED显示模块提供3V电压。
[0033] 例如，多种模拟式传感器输出微弱电压或电流信号，通过扩展底板上的信号放大电路转变为0-5V电压，映射到控制模块的AD采集IO接口；多种数字式传感器输出数字信号，通过连接扩展底板映射到控制模块的数字IO接口。
[0034] 在一个实施例中，继电器控制驱动模块可将两组或多组（例如，可以为OMRON G6B-1174P-FD-US）继电器，通过扩展底板与控制模块的IO接口映射连接，继电器控制输出的电缆串联到被控制电气设备供电线路，实现对外部电气设备直流控制交流的开关操作。
[0035] 特别地，继电器控制驱动模块支持两路或两路以上开关量输出，继电器输出电缆串联到被控制的外部电气设备的供电线路。扩展底板采用MCT1700电源管理芯片给控制模块提供3.3V稳压供电，采用TPS5430电源芯片给继电器提供12V稳压供电。
[0037] 优选地，无线网关服务器20包括：第一无线通讯模块21，用于与无线传感控制单元10通讯；第二无线通讯模块22（例如，可以是GPRS模块），用于与监控终端30通讯；控制模块23，与第一无线通讯模块21和第二无线通讯模块22电连接，用于实现第一无线通讯模块21和第二无线通讯模块22的双通道数据融合与通讯控制。
[0038] 例如，在一个优选的实施例中，无线网关服务器20可包括OLED显示屏模块25、扩展底板26、2.4GHz天线、900MHz天线和外置电源27等。其中，第一无线通讯模块21包括2.4GHz天线；第二无线通讯模块22包括900MHz天线。优选地，OLED显示屏模块采用128×64OLED显示屏，通过14芯数据连接带与扩展底板26连接。
[0039] 优选地，无线网关服务器20的扩展底板上设置有控制模块23和GPRS模块24，可采用MCT1700电源管理芯片给控制模块23提供3.3V稳压供电，可采用TPS5430电源芯片给GPRS模块提供12V稳压供电。2.4GHz天线通过SMA高频天线座子与控制模块23连接。900MHz天线通过SMA高频天线座子与GPRS模块连接。外置电源是任何可以提供12V DC输出的电源设备，比如：蓄电池、太阳电池、生物电池、适配器等。无线网关服务器20的控制模块23通过IO口控制OLED显示屏模块的显示，同时给OLED显示模块提供3V电压。
[0040] 优选地，无线网关服务器20采用无线自组网与GPRS双通道数据融合设计，包括无线自组网协调器模块（例如，可视为控制模块23的一部分）、GPRS模块COMWAY DTU和扩展底板。在一个实施例中，无线自组网协调器模块可以是烧写自组网协调器程序的CC2530模块。在一个实施例中，GPRS模块COMWAYDTU可通过USART口与无线自组网协调器模块连接。在一个实施例中，扩展底板采用TPS5430电源管理芯片设计稳压电路对GPRS模块提供12V电压，采用MCT1700电源管理芯片设计稳压电路给控制模块23提供3.3V电压。
[0041] 无线传感控制单元10与无线网关服务器20之间通过控制模块23完成无线通信与自组网，无线网关服务器20开启电源即自动创建无线网络，无线传感控制单元10开启电源即自动寻找网络，加入网络，数据传输，瞬间自动完成无线自组网通信链路，构建2.4GHz无线星型网络。
[0042] 优选地，森林凋落物分解气候因素监测系统还包括：云端服务器40，无线网关服务器20将数据通过互联网发送给云端服务器40，监控终端30访问云端服务器40从而实现与无线传感控制单元10的交互。
[0043] 优选地，无线传感控制单元10将其采集的气候参数、自组网的节点在线状态及电池电压等数据打包后发送给无线网关服务器20，无线网关服务器20将其接收到的打包数据转换成预定的格式后发送出去。
[0044] 优选地，无线网关服务器20实时侦听云端服务器40的连接状态，如果发现掉线，则无线网关服务器20自动重新连接云端服务器40。
[0045] 优选地，无线网关服务器20定时向云端服务器40发送心跳包，进而使云端服务器40实时获取无线传感控制单元10的联网状态。
[0046] 优选地，云端服务器40将其接收到的数据同步解析后保存到数据库中，以便为监控终端30提供web监控服务接口；监控终端30访问web监控服务接口，以获得来自无线传感控制单元10的各种数据，并通过web监控服务接口向无线传感控制单元10发出控制指令。
[0047] 优选地，监控终端30可用于设置对外部设备的运行操作条件；云端服务器包括中间模块、数据库系统和web系统，用户通过web预设或手动控制系统运行逻辑，中间模块获取系统运行逻辑命令并将其保存为运行时文件，中间模块定时读取运行时文件并判断运行时文件内的运行操作条件是否满足，若已满足但未执行，则通过下位机模块向相应的无线网关服务器20发出相应的控制指令，该无线网关服务器20将控制指令解析为分布式自组网数据帧并发送给相应的无线传感控制单元10以控制相应的外部设备的运行。
[0048] 下面，结合图3，以一个具体的例子，对本发明进行详细地说明。
[0049] 图3示出了本发明提供的森林凋落物分解气候因素的分布式无线传感控制系统的整体架构示意图。如图3所示，将待监控野外地域划分为若干个系统区域50，系统架构分为四个层次：系统区域50内的无线传感控制单元10、系统区域内的无线网关服务器20、云端服务器40及能够从Web（网页）监控的监控终端30（例如终端计算机31、平板电脑32或智能手机33等）。
[0050] 其中，在每个系统区域50内，多个无线传感控制单元10与无线网关服务器20组建星型无线自组网络，并将传感器感知数据主动实时传输到无线网关服务器20，再通过GPRS网络连接到互联网60，并与安装了中间件（上位机）软件、MS SQL Server数据库软件和Web监控系统的云端服务器40互联。监控终端30通过Web（网页）实现对所有无线传感控制单元10的可视化操作，包括：传感数据查看、存储检索、自动控制设置、手动控制继电器输出等。
[0051] 森林凋落物分解气候因素监控数据流、状态流、命令流传输情况如下：
[0052] 在监测过程中，分布于系统区域中的无线传感控制单元10根据设置的工作周期通过气候参数采集模块自动采集温湿度、CO2、光照度、NO、NO2、降雨量等生态监测气候因素参数，并将自组网的节点在线状态以及电池电压信息打包数据帧通过无线传感控制单元10的控制模块传输到无线网关服务器20的控制模块23，该控制模块23将同一时间段内接收到的多个无线传感控制单元10发来的信息打包数据帧并转换成与上位机约定的数据格式与GPRS传输协议，并通过串口将待发送数据帧发送到GPRS模块缓存，GPRS模块监听到缓存里有待发数据后，立即采用TCP/IP协议通过手机蜂窝网络的GPRS通信链路将数据帧发送到云端服务器40。
[0053] 为保证无线网关服务器20与云端服务器40实时互联，GPRS模块将实时侦听云端服务器40的TCP/IP连接状态，GPRS模块若掉线，将立即自动重新连接云端服务器40，同时GPRS模块定时向云端服务器40发送心跳包，使云端服务器40实时掌握无线网关服务器20的联网状态。
[0054] 云端服务器40通过中间件上位机软件（例如，TCP/IP侦听模块）侦听TCP/IP端口，将接收到的数据同步解析并存储在数据库（例如，MS SQL数据库），安装在云端服务器40的Web上位机软件（例如，Web脚本模块）提供Web（网页）监控服务（例如，web监控服务接口）。监控终端30通过访问云端服务器40的Web（网页），其上的浏览器自刷新查看当前时刻无线传感控制单元10传输到云端服务器40的传感器数值、网络节点状态、电池电压值等。
[0055] 在控制过程中，监控终端30还可通过访问云端服务器40的Web（网页），利用其浏览器可视化设置无线传感控制单元10的继电器的开关条件，网页浏览器也可以可视化手动操作无线传感控制单元10的继电器的开关命令按钮，并将设置参数实时保存在云端服务器40的Web上位机软件系统的运行时文件中。中间件软件定时读取Web上位机软件系统的运行时文件，通过算法判断继电器控制条件是否执行控制命令，若该命令未执行且需要执行，通过无线网关服务器20的IP地址及端口将相应无线传感控制单元10的继电器的操作命令传输到无线网关服务器20的GPRS模块，其控制模块23将TCP/IP协议转换为自组网通信协议同时将命令数据格式解析成分布式自组网数据帧，通过该控制模块23的无线收发机，将命令数据帧发送到无线传感控制单元10，无线传感控制单元10的控制模块接收到命令数据帧同步解析，通过串口操作继电器的开关。
[0056] 本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
[0057] 1.本发明可同时采集多个森林凋落物分解监测区域的多种野外气候因素参数（温湿度、CO2、光照度、NO、NO2、降雨量等），每个无线传感控制单元10支持多个任意不同类型的传感器扩展，使用成本低，扩展性强。
[0058] 2.每个无线传感控制单元10支持至少两组继电器开关控制输出，实现了现场电气设备自动控制、远程手动控制以及与传感器间的联动控制。
[0059] 3.无线自组网技术，创建网络、发现网络、加入网络、数据传输四个步骤由系统自动完成，调试简易，维护成本低。
[0060] 4.分布式计算，每个无线传感控制单元10均具备数据存储、计算能力，并具备OLED显示功能，支持脱网独立运行，增强了系统的可靠性。
[0061] 5.无线传感控制单元10与无线网关服务器20间采用分布式自组网通信技术完全基于IEEE802.15.4国际标准，支持全球范围内使用。
[0062] 6.微功耗设计，采用电池供电，便于野外部署，不受地理环境约束，系统成本低。
[0063] 7.支持大规模野外部署，每个无线网关服务器20支持至少200个无线传感控制单元10互联，只要有GPRS信号覆盖的区域便可部署无线网关服务器20，本发明之森林凋落物分解气候因素的传感控制系统可支持部署至少30000个无线网关服务器20，以覆盖多个不同地点的野外环境。
[0064] 8.系统整体成本低，便于大规模应用推广。系统各个设备环境适应性强，无线传感控制单元10与无线网关服务器20各部件均可采用工业级标准器件，在野外恶劣的环境条件下具有较强的适应能力。
[0065] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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