針對人工栽培食用菌技術(shù)落后現(xiàn)狀,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)設(shè)計一款食用菌遠程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集節(jié)點、數(shù)據(jù)集中器和遠程數(shù)據(jù)中心三大部分組成。數(shù)據(jù)采集節(jié)點由CC2530單片機、藍牙通信模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和工業(yè)級的傳感器等電路組成;數(shù)據(jù)集中器由CC2530單片機、ARM控制器、LCD顯示器和GPRS通信模塊組成。通過移植TI公司的Zstack2007協(xié)議棧實現(xiàn)各節(jié)點組網(wǎng)。數(shù)據(jù)采集節(jié)點把采集數(shù)據(jù)通過無線方式發(fā)到數(shù)據(jù)集中器,數(shù)據(jù)集中器通過GPRS通信模塊發(fā)到遠程數(shù)據(jù)中心。測試結(jié)果表明,本系統(tǒng)工作穩(wěn)定、滿足設(shè)計要求。 

【文章來源】：科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2020,(20)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)總框圖

圖2為本系統(tǒng)的采集節(jié)點硬件設(shè)計原理框圖，主要由工業(yè)級傳感器（光照傳感器、CO2傳感器和溫濕度傳感器）、RS485接口、CC2530控制器、數(shù)碼驅(qū)動芯片TM1650、數(shù)碼管顯示模塊、電流驅(qū)動芯片ULN2003、繼電器和藍牙通信模塊組成。在設(shè)計本系統(tǒng)時，為了提高可靠性，選用工業(yè)級別的光照、CO2和溫濕度傳感器。由于這些傳感器均采用RS485 Modbus通信協(xié)議，為了實現(xiàn)CC2530控制器與傳感器之間通信，要設(shè)計RS485接口電路，如圖2所示，RS485接口芯片的1、4引腳為信號輸出和輸入腳，RS485接口芯片的2、3引腳數(shù)據(jù)傳輸方向控制引腳。數(shù)碼管顯示模塊用于顯示濕度、濕度、CO2深度和光照數(shù)據(jù)值。藍牙通信模塊為本系統(tǒng)的輸入模塊，用戶可以通過手機的藍牙模塊與本模塊通信，通過運行手機APP程序，可以方便的修改本系統(tǒng)的控制參數(shù)值。TM1650是一款數(shù)碼管專用驅(qū)動芯片，其內(nèi)置一個標準串行通信接口。繼電器的正常工作時，需要幾十毫安的驅(qū)動電流，而CC2530的I/O驅(qū)動能力非常有限，因此，在本系統(tǒng)中采用一片ULN2003大電流驅(qū)動芯片來驅(qū)動繼電器工作。在CC2530單片機中運行采集節(jié)點協(xié)議棧，當(dāng)成功加入網(wǎng)絡(luò)之后，節(jié)點周期性的采集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)發(fā)回數(shù)據(jù)采集器。2.2 數(shù)據(jù)集中器硬件電路設(shè)計

圖3為本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中器硬件設(shè)計框圖，采用以ARM為控制器的設(shè)計結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)集中器主要由ARM控制器、SDRAM儲存器、FLASH儲存器、SD卡、USB通信接口、觸摸屏顯示器、UART接口、GPRS通信模塊、CC2530單片等組成。ARM控制器選用了三星公司的S3C2440A處理器；SDRAM存儲器采用HY57V561620存儲芯片，其容量擴充到2MB;FLASH儲存器采用K9F1208存儲芯片，其容量大小為512M，其作用是，儲存嵌入式系統(tǒng)中部分代碼和數(shù)據(jù)。SD卡是數(shù)據(jù)集中器的外部存儲設(shè)備，作為本地存儲設(shè)備，其作用是，能把終端采集到的數(shù)據(jù)保存一段時間，方便用戶查詢。在S3C2440A芯片上有3個互相獨立的異步UART口，一個分配給CC2530單片機，一個分配給GPRS通信模塊，另一個分配給MAX232 PC機串口。GPRS通信模塊采用安信可公司的A6 GPRS芯片，支持GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最大下載數(shù)據(jù)速率高達85.6Kbps，上傳數(shù)據(jù)速率高達42.8Kbps。在A6 GPRS芯片中還內(nèi)置TCP/IP通信協(xié)議，并支持通過AT命令對GPRS模塊進行配置。數(shù)據(jù)集中器的CC2530單片機運行協(xié)調(diào)器協(xié)議棧，負責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立、維護和接收采集節(jié)點發(fā)回的數(shù)據(jù)。當(dāng)CC2530單片機接收完所有節(jié)點數(shù)據(jù)后，把所有的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)包形式通過串行通信口發(fā)給ARM處理器。ARM處理器接收到數(shù)據(jù)之后，一方面把數(shù)據(jù)存儲在本地的SD卡里，一方面把這些數(shù)據(jù)通過GPRS發(fā)到遠程的數(shù)據(jù)監(jiān)控中心，為用戶提供遠程的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3481210