無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室測控系統(tǒng)方案

無線網(wǎng)絡(luò)傳感器在充分利用自然資源的基礎(chǔ)上，改變溫室大棚環(huán)境因子中的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等參數(shù)，可以提高作物的產(chǎn)量、質(zhì)量、生長周期和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)溫室大棚環(huán)境的控制。

為了解決當(dāng)前溫室大棚控制系統(tǒng)擴(kuò)展性差、智能化程度低的難題，在剖析無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)硬件和軟件。感應(yīng)節(jié)點(diǎn)和設(shè)計(jì)在硬件上，溫度、濕度、光照度等感應(yīng)自動收集溫室環(huán)境參數(shù)。在軟件方面，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理和控制輸出。該設(shè)計(jì)具有良好的擴(kuò)展性、實(shí)用性和操作簡單性。

溫室檢測控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

WSN是多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是由大量廉價(jià)的微型傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)視區(qū)域的多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，具有組織方便、靈活性好的優(yōu)點(diǎn)。

其目的是協(xié)同感知、收集和處理網(wǎng)絡(luò)復(fù)蓋區(qū)域內(nèi)感知對象的信息，發(fā)送給觀察者。

溫室控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

傳感器通過傳感器節(jié)點(diǎn)收集土壤本身或周圍環(huán)境的溫度、濕度、光照等信息，完成給定的監(jiān)控任務(wù)，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂朴?jì)算機(jī)，利用剎車準(zhǔn)確控制土壤中的肥料和水分。通過傳感器網(wǎng)絡(luò)收集信息，可用于指導(dǎo)栽培，最大化產(chǎn)量，監(jiān)視和報(bào)告作物狀況。

聚集節(jié)點(diǎn)是將傳感器節(jié)點(diǎn)和管理節(jié)點(diǎn)計(jì)算機(jī)連接到應(yīng)用環(huán)境中的中介?？捎糜谶B接傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)或WWW等外部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧之間的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換，同時完成管理節(jié)點(diǎn)的監(jiān)控任務(wù)，將收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到外部網(wǎng)絡(luò)。

軟硬件的設(shè)計(jì)和控制原理。

傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。

傳感器節(jié)點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元，傳感器節(jié)點(diǎn)是專門為傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)傳感器網(wǎng)絡(luò)的感知和信息預(yù)處理，響應(yīng)主機(jī)指令。該系統(tǒng)由單片機(jī)、無線射頻通信、Flash內(nèi)存、可擴(kuò)展I/O接口和電源模塊五個模塊組成。

傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)。

單片機(jī)是傳感器節(jié)點(diǎn)的核心部分，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和協(xié)調(diào)。一般選用耗電量低的單片機(jī)，具有混合模式處理能力。此類單片機(jī)一般在單片機(jī)上有UART、SPI、I2C等通用界面；另外，由于需要獲取傳感器收集的數(shù)據(jù)，所以需要多個ADC；最后，微控制必須具備電源管理功能，不工作就可以切換到低功耗或超低功耗模式。

無線通信射頻模塊作為與外界交換信息的界面，是傳感器節(jié)點(diǎn)的另一個重要組成部分。無線電射頻芯片的選擇包括數(shù)據(jù)傳輸速度、接收和發(fā)送功率、休眠能耗、啟動穩(wěn)定時間和信號調(diào)節(jié)模式。

該擴(kuò)展接口采用Mica2系列通用51針標(biāo)準(zhǔn)接口，已成為連接傳感器模塊的傳感器節(jié)點(diǎn)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)接口。該接口由兩個相同的部件組成，可分別安裝在電路板兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)模塊的重疊擴(kuò)展。根據(jù)該界面設(shè)計(jì)的傳感器節(jié)點(diǎn)，可直接使用Crossbow公司和各研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的大部分模塊。

深圳市力準(zhǔn)傳感技術(shù)有限公司是專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)高品質(zhì)、高精度力值測量傳感器的廠家。主要產(chǎn)品有微型壓式傳感器、S型拉壓力傳感器、測力傳感器、稱重傳感器、控制儀表、以及手持儀等力控產(chǎn)品達(dá)千余種，產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于多種新型和智能化高端領(lǐng)域。

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