【摘要】：隨著農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展,溫室環(huán)境無線監(jiān)測技術(shù)成為溫室研究的重要課題。由于溫室傳感器輸出信號不統(tǒng)一,信息采集器需要預(yù)留多種傳感器接口,技術(shù)人員在接線時(shí)容易出錯(cuò),造成采集器無法正常工作。針對以上問題,設(shè)計(jì)了一種溫室無線自適應(yīng)信息采集器。該信息采集器可針對不同溫室傳感器類型進(jìn)行分類與數(shù)據(jù)讀取;通過無線模塊,將傳感器數(shù)據(jù)上傳到云端物聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了溫室環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。作為新型設(shè)施農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備研制與開發(fā)項(xiàng)目中環(huán)境感知設(shè)備的研發(fā)部分,論文對無線通訊方式、溫室傳感器信號輸出方式、分類算法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了溫室無線自適應(yīng)信息采集器。以STM32F103CBT6單片機(jī)為核心,由信號識別檢測模塊、無線通訊模塊、電源管理模塊、外部時(shí)鐘電路、外部存儲電路等構(gòu)成。為正確區(qū)分?jǐn)?shù)字單總線型、模擬電壓與電流型傳感器輸出信號,在傳感器分類中引入支持向量機(jī)分類算法,針對以上三種類型傳感器輸出信號特征進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),得到基于支持向量機(jī)分類算法的傳感器輸出信號分類模型,能夠?qū)δM電壓輸出型、電流輸出型以及數(shù)字單總線輸出型傳感器進(jìn)行分類識別。在無線數(shù)據(jù)傳輸方面,為提高數(shù)據(jù)傳輸速度,以Wi-Fi通訊技術(shù)為核心,實(shí)現(xiàn)了信息采集器與主控節(jié)點(diǎn)間的無線通訊。信息采集器無線通訊為客戶端模式,其與主控節(jié)點(diǎn)之間自動建立無線連接。連接成功后,對主控節(jié)點(diǎn)命令進(jìn)行接收,根據(jù)命令對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取并打包發(fā)送,并通過接入網(wǎng)絡(luò)的路由器,將數(shù)據(jù)上傳至云端服務(wù)器,用戶可隨時(shí)隨地,通過電腦或智能手機(jī)等終端設(shè)備,對溫室環(huán)境信息進(jìn)行查看。最后,對采集器無線通訊功能及數(shù)據(jù)采集效果進(jìn)行試驗(yàn);利用訓(xùn)練所得傳感器輸出信號分類模型,對模擬電壓型、電流型以及數(shù)字單總線傳感器進(jìn)行分類試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:信息采集器間無線通訊性能穩(wěn)定;傳感器分類模型能夠正確對傳感器類型進(jìn)行區(qū)分。
【圖文】：

圖 2-2 電壓型傳感器等效原理圖Fig. 2-2 Voltage sensor equivalent schematic效原理圖如圖 2-3 所示。電流型傳感器與電壓測電流信號，在檢測電流信號時(shí)，需先由轉(zhuǎn)換號，再由單片機(jī)檢測。如圖 2-3 所示，Ro 為電保證輸出電流信號的精度，轉(zhuǎn)換電阻的取值需抗”的范圍確定。負(fù)載阻抗為電流型傳感器的負(fù)載阻抗時(shí)，內(nèi)阻 Ro 可等效為無窮大，電流轉(zhuǎn)換電阻大于傳感器允許最大負(fù)載阻抗時(shí)，輸出響傳感器精度。因此，為保證電流傳感器精度載阻抗允許范圍內(nèi)。

圖 2-2 電壓型傳感器等效原理圖Fig. 2-2 Voltage sensor equivalent schematic等效原理圖如圖 2-3 所示。電流型傳感器與電壓型檢測電流信號，在檢測電流信號時(shí)，需先由轉(zhuǎn)換電信號，再由單片機(jī)檢測。如圖 2-3 所示，Ro 為電流為保證輸出電流信號的精度，轉(zhuǎn)換電阻的取值需根阻抗”的范圍確定。負(fù)載阻抗為電流型傳感器的參大負(fù)載阻抗時(shí)，內(nèi)阻 Ro 可等效為無窮大，電流輸當(dāng)轉(zhuǎn)換電阻大于傳感器允許最大負(fù)載阻抗時(shí)，，輸出信影響傳感器精度。因此，為保證電流傳感器精度，負(fù)載阻抗允許范圍內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212.9;TN929.5;S625

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