環(huán)境信息監(jiān)控對設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作具有重要意義,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,對于不便于架設(shè)電源線而采用電池供電的設(shè)施環(huán)境信息采集系統(tǒng),如何降低系統(tǒng)能耗、提高電能利用效率已成為研究熱點。本文針對這一問題設(shè)計了一套低功耗無線環(huán)境信息采集系統(tǒng)。本文對系統(tǒng)軟硬件結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)模式、節(jié)能算法等部分進行了研究,開發(fā)了一種基于Wi-Fi的無線設(shè)施環(huán)境信息采集系統(tǒng),并設(shè)計了動態(tài)休眠節(jié)能算法,實現(xiàn)了系統(tǒng)的低功耗穩(wěn)定運行。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集節(jié)點和數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點組成,各節(jié)點由STM32F103VET6單片機、無線通信模塊、環(huán)境參數(shù)傳感器等部分組成。數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集環(huán)境數(shù)據(jù),采集完成后通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送至匯聚節(jié)點,匯聚節(jié)點接收數(shù)據(jù)后通過無線網(wǎng)絡(luò)將其發(fā)送至服務(wù)器。為降低采集系統(tǒng)功耗,設(shè)計了三種動態(tài)休眠算法,即參數(shù)增量計算法、參數(shù)增量速度計算法、參數(shù)增量加速度計算法。首先在算法中確定環(huán)境參數(shù)采集周期和參數(shù)變化量預(yù)設(shè)值,參數(shù)增量計算法每一周期采集一次數(shù)據(jù),將最新采集的參數(shù)值與初始時刻參數(shù)值做差后確定該段時間內(nèi)的參數(shù)增量,如果參數(shù)增量不小于預(yù)設(shè)值,則開啟網(wǎng)絡(luò)發(fā)送該時刻數(shù)據(jù),否則不開啟網(wǎng)絡(luò);參數(shù)... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２節(jié)點整體電路圖??Ｆｉｇ．２－２?Ｃｉｒｃｕ?

?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位（畢業(yè)）論文???樣電壓輸入引腳、引腳３接地、引腳４為轉(zhuǎn)換引腳、引腳５為電源輸入引腳，芯片內(nèi)??部集成了?１．２３Ｖ基準(zhǔn)電壓元，可通過反饋取樣電壓大小決定電壓輸出值，２４Ｖ傳感器??電源電路如圖２－３所示。??ｌＯＯｕＨ??Ｕｉ＋５Ｖ｜?????ｍ?１??｜Ｕ〇＋２４Ｖ??５４?ｆＵ??５?４?３０Ｋ??＾Ｙ??＝?＝Ｃ４０?Ｉ—１?ＬＭ２５７７－ＡＤＪ?＾???〇?ＵＶＬ〇????＾４，??２－２Ｋ?３?Ｉ．６Ｋ??二＝Ｃ４ｉ?—?—ｃｄ￣ｙ??ｎ￣￣６８０ｕＦ??ＧＮＤ－｜｜｜???????圖２－３?２４Ｖ傳感器電源電路圖??Ｆｉｇ．２－３?Ｐｏｗｅｒ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｏｆ?２４Ｖ?ｓｅｎｓｏｒｓ??２．５傳感器電源控制電路??為了降低系統(tǒng)能耗，傳感器和無線傳輸模塊只需在特定時刻處于工作狀態(tài)，在無??需采集數(shù)據(jù)時切斷傳感器和無線模塊的電源。本系統(tǒng)選用ＨＦＤ４／３－Ｌ型單線圈磁保持??繼電器（宏發(fā)公司）作為傳感器電源控制開關(guān)。與普通繼電器相比，磁保持繼電器只??需接收一定寬度的脈沖信號即可動作，脈沖信號消失后仍保持動作后狀態(tài)，ＨＦＤ４／３－Ｌ??型單線圈磁保持繼電器既實現(xiàn)了控制傳感器電源的功能又有效避免了普通繼電器持??續(xù)接收信號造成的能耗浪費。??ＨＦＤ４／３－Ｌ型單線圈磁保持繼電器外型孝功耗低，其最大切換電流為２Ａ，最大??切換電壓為２２０ＶＤＣ，最大切換功率為６０Ｗ，繼電器線圈電壓為３ＶＤＣ（最大為６ＶＤＣ），??滿足溫室信息采集系統(tǒng)需要。ＨＦＤ４／３－Ｌ型單線圈磁保持繼電器共有８個引腳，引腳??１和引腳８接收單片機

?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位（畢業(yè)）論文???Ｏ０＃??圖２－７空氣溫濕度采集模塊實物圖??Ｆｉｇ．２－７?Ｐｉｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ａｉｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｍｏｄｕｌｅ??表２－５空氣溫濕度采集模塊參數(shù)對照表??Ｔａｂ．２－５?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ａｉｒ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｈｕｍｉｄｉｔｙ?ｍｏｄｕｌｅｓ??名稱?供電電壓輸出類型輸出范圍測量誤差溫度／濕度?溫度量程?濕度量程??ＳＨＴ２０?傳感器?２．１－３．６Ｖ?數(shù)字信號?－?±０．３ｔ：／±３％ＲＨ?－４０－１２５＂Ｃ?０－１００％ＲＨ??ＲＳ－ＫＱ－Ｖ０１－２?１０－３０Ｖ?模擬信號?０＊２Ｖ?±０．５。（：／±３％朋?－４０－８０＊Ｃ?０－１００％ＲＨ??ＤＨＴ１１?傳感器?３．３－５Ｖ?數(shù)字信號?￣?±２１／土?５％ＲＨ?０－５ＣＴＣ?２０－９５％ＲＨ??由表２－５可知，ＳＨＴ２０傳感器為Ｉ２Ｃ通信，其溫濕度測量誤差分別為±０．３°Ｃ、??±３％ＲＨ，溫度量程為－４０－１２５°Ｃ。ＲＳ－ＫＱ－Ｖ０１－２型空氣溫濕度變送器為模擬量輸出方??式，其溫度測量誤差較低，體積較大。ＤＨＴ１１傳感器為單總線傳輸方式，需要一根??信號線即可滿足數(shù)據(jù)采集要求，接線方式簡單，但其測量誤差大、量程校??為了更準(zhǔn)確的采集溫室環(huán)境參數(shù)信息，本系統(tǒng)選用ＳＨＴ２０傳感器作為空氣溫濕??度采集模塊，該模塊精度高、量程大，滿足系統(tǒng)要求。該傳感器供電引腳與其電源控??制模塊相接，ＳＤＡ、ＳＣＬ引腳分別與單片機ＰＢ１１和ＰＢ１０相連接，連接電路圖如圖??２－８所示。???Ｌ０Ｂ?Ｂ—ｔ２?－－??ＧＮＤ＇｜｜?＾ＧＮＤ?Ｖｌｌｖ－５


本文編號：2965648