亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于ZigBee的溫室監(jiān)控系統(tǒng)研究

        2016-08-25 05:39:20宋珍偉黃小麗
        電子設計工程 2016年14期
        關(guān)鍵詞:上位溫濕度溫室

        宋珍偉,黃小麗

        (南通科技職業(yè)學院 機電系,江蘇 南通 226007)

        基于ZigBee的溫室監(jiān)控系統(tǒng)研究

        宋珍偉,黃小麗

        (南通科技職業(yè)學院 機電系,江蘇 南通226007)

        在農(nóng)村為了讓農(nóng)產(chǎn)品提前上市,種植戶們基本上都是通過溫室大棚進行種植,以塑料棚溫室為主,智能化水平偏低與發(fā)達國家相比存在一定差距,管理粗放,每年重復建設,浪費了大量的人力物力。如何提高溫室的智能化水平顯的尤為重要!對智能溫室組網(wǎng)實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控,對于作物生長的主導環(huán)境因子,土壤的溫濕度、土壤的PH值、空氣的溫濕度、光照時間與強度等參量,實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控處理,該文提出了一種溫室控制模式及具體方案。

        LabView;溫室;ZigBee;監(jiān)控

        1 整體方案設計

        采用上位機+下位機的控制方式,通過CC2530進行通信。上位機為集中控制中心主要完成數(shù)據(jù)的集中處理與集中控制的功能,具體由LabView控制界面端、STM32控制終端以及CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點等構(gòu)成,下位機為數(shù)據(jù)采集終端用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集,具體由CC2530無線通信模塊以及傳感器部分構(gòu)成,傳感器部分由溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器以及光強度傳感器等構(gòu)成,如圖1所示。

        圖1 方案框圖

        2 硬件系統(tǒng)設計

        2.1CPU核心與無線通信模塊

        控制終端CPU采用STM32F103RBT6控制芯片,基于Cortex-M3內(nèi)核的32位RISC微處理器,緊密結(jié)合了一個可配置的嵌套向量中斷控制器,提供了工業(yè)領(lǐng)先的中斷處理性能,Cortex-M3處理器在高性能內(nèi)核基礎上,集成了多種系統(tǒng)外設,通信接口有2個I2C接口、3個UART接口、USB2.0接口、2個SPi接口,支持基于JTAG的系統(tǒng)調(diào)試,可以完全滿足溫室控制系統(tǒng)的需求。

        無線通信模塊,采用TI公司的 ZigBee芯片CC2530,CC2530可真正的用于IEEE802.15.4和ZigBee,能夠以非常低的成本建立強大的網(wǎng)絡節(jié)點。CC2530具有較高的靈敏度、較低的功耗和較強的抗干擾能力。CC2530以一個單周期的8051 CPU為核心,有SFR特殊功能寄存器、DATA和CORE/ XDATA3個存儲訪問總線,中斷控制器有18個中斷源,任何中斷都可以把CC2530從空閑模式恢復到主動模式,系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存8KB RAM和許多其他的強大功能。CC2530結(jié)合ZigBee協(xié)議棧,提供了一個完整的ZigBee解決方案。

        STM32與CC2530采用串行口通信,CC2530數(shù)據(jù)接收端P0.2與Cortex-M3的TXD1相連,CC2530的數(shù)據(jù)發(fā)送端P0.3 與Cortex-M3的串行接收端RXD1相連,數(shù)據(jù)處理終端通過CC2530實現(xiàn)無線獲取各個傳感器節(jié)點傳送過來的數(shù)據(jù)。

        2.2傳感器數(shù)據(jù)采集模塊

        傳感器數(shù)據(jù)采集模塊是整個遠程測控系統(tǒng)信息獲取的入口,選擇合適的傳感器有利于提高數(shù)據(jù)采集的準確度,關(guān)系到整個模塊的設計,采集模塊主要由溫濕度傳感器、CO2濃度傳感器、光照強度傳感器等構(gòu)成,下位機將采集到的數(shù)據(jù)參量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,通過ZigBee網(wǎng)絡傳輸給上位機,上位機通過對數(shù)據(jù)的處理分析執(zhí)行相應的控制操作,通過CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點從而可以實現(xiàn)對環(huán)境溫濕度、CO2等參量的檢測與控制。

        我國大部分地區(qū)通常夏季溫度很高,冬季氣溫又偏低,研究表明只有當環(huán)境溫度處于適宜溫度時,作物生長發(fā)育才是最快的;需要對溫度進行人工控制,以便使其保持在生長的適宜溫度范圍內(nèi)。同時濕度對于作物生長也是非常重要的一個參量,濕度的高低都會影響到作物的生長,溫濕度傳感器選用SHT11傳感元件。

        動物學科英語隸屬于科技英語,但它是更具專業(yè)性的科技英語,涉及的知識面更加狹窄,與動物學聯(lián)系更加緊密。因此,在進行動物學科英語互譯時,不但要注意科技英語的文體、修辭、語法等特點,還要緊密結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識,力求做出符合原文語言特點、本族語言特點以及動物學相關(guān)知識的完美譯文。此外,通過上述介紹可以得知,概念語法隱喻一般包括語義層次上的及物性隱喻和詞匯語法層次上的名詞化、形容詞化等現(xiàn)象,下面將主要從以下兩個方面來探討動物學科英語的翻譯。

        SHT11由瑞士 Sensirion公司生產(chǎn)采用特有的工業(yè)化COMS技術(shù),由一個電容式測濕元件、一個能隙式測溫元件以及14位的A/D轉(zhuǎn)換器無縫連接在同一塊芯片上,具有較高的精度和長期穩(wěn)定性,其具體參數(shù)特性如表1所示。

        表1 SHT11傳感器參數(shù)

        SHT11溫濕傳感器具有體積小、功耗低、抗干擾能力強等優(yōu)點,硬件連接簡單只需要將SHT11的DATA、SCK端連接到控制芯片的相應引腳上如圖2所示。代碼00011表示溫度代碼00101表示濕度,當溫濕度測量完成后,SHT11使DATA引腳為低電平,控制器檢測到低電平重新啟動SCK,然后過SHT11傳送兩字節(jié)測量數(shù)據(jù)和1字節(jié)CRC校驗和到控制器,控制器在收到CRC的確認為后通信結(jié)束。

        通過GS4161來檢測CO2濃度傳感器,CO2是影響作物進行光合作用的重要物質(zhì),濃度不足會成為影響植物生長發(fā)育的限制因素,充足的CO2能夠提高作物幼苗素質(zhì),增加產(chǎn)量,改善品質(zhì),同時又可抑制病害的發(fā)生,因此對CO2氣體濃度的監(jiān)測顯的尤為重要,由FIGARO(費加羅)公司生產(chǎn)的二氧化碳傳感器GS4161具有體積小、不需斷電、穩(wěn)定性好、壽命長等優(yōu)點,又具有耐高濕低濕的特性,特別適合于濕室大棚等需要對CO2氣體長期監(jiān)測的場所。

        光照對于作物生長發(fā)育必不可缺,溫室所處地理位置不同,其光照強弱和時間不同,同一地點不同季節(jié)光照強弱也不同,夏季光照強度過大,需要人為遮光,冬季光照強度偏低,需要人為補光,溫室內(nèi)光照分布不均勻,對光照強弱準確的監(jiān)測顯得尤為必要。利用光敏電阻檢測光照度,其光電特性呈非線性進行光照度采集不夠理想,光敏電阻不適合作為檢測元件。本文光照傳感器選用BH1750FVI,BH1750為16位高精度數(shù)字光強度傳感器,不區(qū)分光源具有1~65535lx的高分辨率。硬件電路簡單,只需將BH1750的SCL、SDA引腳分別與CC2530的P1_4和P1_5相連接。

        圖2 SHT11與CC2530硬件連接圖

        3 軟件設計

        溫室系統(tǒng)軟件部分主要包括兩大部分:上位機集中控制程序以及下位機數(shù)據(jù)采集處理程序。上位機軟件主要由CC2530協(xié)調(diào)器工作程序、網(wǎng)關(guān)通信程序、LabView監(jiān)控界面程序等構(gòu)成,負責處理下位機上傳的數(shù)據(jù),向下位機下達指令。下位機數(shù)據(jù)處理軟件主要負責傳感器數(shù)據(jù)采集處理以及與上位機之間的通信。

        3.1下位機軟件流程

        圖3 下位機軟件流程圖

        ZigBee網(wǎng)絡中的設備節(jié)點在接通電之后,應用程序首先從AppColdStar函數(shù)開始運行,主要完成對無線信道偏號、網(wǎng)絡的ID號網(wǎng)絡參數(shù)的定義和一些相關(guān)初始化工作,包括變量初始化、工作時鐘初始化、中斷控制塊初始化、GPIO端口初始化、定時器初始化等,實現(xiàn)數(shù)據(jù)定期采集,創(chuàng)建時鐘周期函數(shù),采集以固定的周期自動調(diào)用,對采集到的數(shù)據(jù)進行打包處理,啟動發(fā)送程序?qū)⒉杉降臏貪穸?、CO2濃度等數(shù)據(jù)以及節(jié)點地址編號發(fā)送到上位機CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點,具體流程如圖3所示。

        3.2上位機通信控制程序

        圖4所示,通信網(wǎng)關(guān)負責完成CC2530與上位機控制臺之間的通信,通過串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送,通信網(wǎng)關(guān)不僅負責將上位機接收到的控制指令進行封包,通過CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)到相應的ZigBee無線網(wǎng)絡終端節(jié)點,而且同時負責對ZigBee接收到的上行數(shù)據(jù)進行解包傳送到上位機總控制臺。上位機協(xié)調(diào)器節(jié)點實現(xiàn)網(wǎng)絡管理與數(shù)據(jù)傳輸功能,主要包括分配網(wǎng)絡地址、維護管理ZigBee網(wǎng)絡以及接收上位機發(fā)送來的數(shù)據(jù)與接收終端采集控制節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)等功能。首先ZigBee網(wǎng)絡初始化完成通信信道、Profie ID等參數(shù)的設置,接下來根據(jù)節(jié)點功能進行傳感器、定時器、串口等硬件的初始參數(shù)設置。網(wǎng)絡啟動成功后,CC2530的數(shù)據(jù)接收程序通過ZigBee協(xié)議棧調(diào)用函數(shù)接收KVP數(shù)據(jù)幀。

        圖4 CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點軟件流程

        3.3上位機監(jiān)控界面軟件

        利用LabView軟件開發(fā)上位機監(jiān)控操作界面,LabView 由NI公司推出的一種虛擬儀器軟件開發(fā)平臺,使用的是圖形化編輯語言G編寫程序,LabView帶有龐大的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲等,可大大方便和簡化了用戶的設計開發(fā)工作。

        在上位機管理軟件界面顯示采集的數(shù)據(jù)信息,根據(jù)設置的報警上下限,控制對應的電磁閥進行相應的開/關(guān)動作。包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理以及參數(shù)調(diào)整等,如圖5所示。數(shù)據(jù)采集部分主要是收集現(xiàn)場控制器檢測到的環(huán)境因子數(shù)據(jù),并存入數(shù)據(jù)庫;數(shù)據(jù)處理主要是通過數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)整理并提供各種統(tǒng)計曲線和報表;參數(shù)調(diào)整是用戶根據(jù)農(nóng)作物不同生長階段需求而調(diào)整現(xiàn)場控制器的控制參數(shù);各功能模塊之間相互獨立,在主程序的調(diào)配下相互配合最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、處理、記錄、監(jiān)控、顯示等各部分功能。

        4 系統(tǒng)測試

        測試各個ZigBee節(jié)點的網(wǎng)絡連通情況,讓傳感器設備加入ZigBee網(wǎng)絡,正確顯示各節(jié)點上的傳感器設備,打開上位機監(jiān)控端軟件,測試數(shù)據(jù)傳輸速率(實際測試得到網(wǎng)絡穩(wěn)定速率可以達到25 kb/s)。

        測試ZigBee節(jié)點傳感器數(shù)據(jù)值,以實際溫度計測量數(shù)據(jù)為基準,對所采集數(shù)據(jù)在excel軟件中利用雙折線的方式進行對比,如圖6所示,通過比較發(fā)現(xiàn)傳感器模塊所測量的溫度數(shù)據(jù)值與實際溫度計測量數(shù)據(jù)所測的溫度值趨于最接近狀態(tài),且線性度好,足以說明本文的監(jiān)測系統(tǒng)測量的可靠性,同時又比傳統(tǒng)儀器具有明顯的測量優(yōu)勢,而且數(shù)據(jù)精度較高。

        圖6 測量數(shù)據(jù)比較圖

        5 結(jié) 論

        經(jīng)過測試本ZigBee傳感器監(jiān)控平臺具有較強的網(wǎng)絡穩(wěn)定性,傳感器測量的線性度較好且準確度較高,將此技術(shù)方案用于溫室環(huán)境監(jiān)控是一個比較不錯的選擇,對于影響作物生長的主要環(huán)境因子進行遠程采集監(jiān)控相當于模擬一個適于作物生長的氣候條件,完全可以促進作物生長,從而縮短農(nóng)作物的生長周期,提高作物的產(chǎn)量。

        [1]陳樹成,楊志勇,王建佳.基于MSP430和CC2530的溫室大棚數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 [J].電子設計工程,2014,22(5):168-171.

        [2]任珍文,黃玉清.基于CC2530的無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)控平臺[J].電子技術(shù)應用,2012,38(10):122-125.

        [3]李長庚,劉威鵬,胡純意,等.基于ARM和ZigBee的WSN節(jié)點設計與實現(xiàn)[J].計算機工程,2010,36(17):135-137.

        [4]丁煬超,牛寅,張侃諭.基于STM32的單體大棚溫室群控系統(tǒng)的設計[J].自動化與儀表,2013(3):25-27.

        [5]宋珍偉,戴國平,劉暉.基于LabVIEW的太陽能沼氣工程無線測控系統(tǒng)研究[J].電器與能效管理技術(shù),2014,(11):45-48.

        [6]劉瑩,卜雄洙.基于Labview的數(shù)據(jù)采集和無線通信系統(tǒng)的開發(fā)[J].測控技術(shù),2006,25(2):22-23,29.

        Research on the control system of greenhouse based on ZigBee

        SONG Zhen-wei,HUANG Xiao-li
        (Department of Electrical and Mechanical Engineering,Nantong Science and Technology College,Nantong 226007,China)

        Early entry into the market,growers through the greenhouse cultivation,with plastic shed,low intelligence level compared to developed countries,extensive management,duplication year,wasting a lot of manpower and resources.This is particularly important to improve the intelligence level of the greenhouse.These environmental factors for example,temperature,humidity,PH,light intensity,and so on,is very important for the intelligent greenhouse monitoring system,this paper presents a greenhouse control mode and a specific design.

        LabView;greehouse;ZigBee;monitoring

        TN91

        A

        1674-6236(2016)14-0119-03

        2015-08-05稿件編號:201508025

        江蘇省南通市科技創(chuàng)新計劃項目(MS22015029)

        宋珍偉(1979—),男,江蘇銅山人,碩士,講師。研究方向:智能儀器與測控技術(shù)。

        猜你喜歡
        上位溫濕度溫室
        現(xiàn)代溫室羊肚菌栽培技術(shù)
        蒼松溫室 蒼松灌溉
        蒼松溫室 蒼松灌溉
        溫濕度控制器在回收砂冷卻系統(tǒng)中的應用
        基于DSP的多路溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)
        可以避免一個溫室化的地球嗎?
        英語文摘(2019年2期)2019-03-30 01:48:28
        基于溫濕度控制的天氣預測裝置
        電子制作(2018年11期)2018-08-04 03:26:02
        特斯拉 風云之老阿姨上位
        車迷(2018年12期)2018-07-26 00:42:22
        蒸發(fā)冷卻溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)的應用
        “三扶”齊上位 決戰(zhàn)必打贏
        美女丝袜诱惑在线播放蜜桃| 精品久久日产国产一区| 亚洲国产一区久久yourpan| 久久亚洲av午夜福利精品西区| 女同在线视频一区二区| 亚洲av香蕉一区二区三区av| 亚洲高清美女久久av| 亚洲av手机在线一区| 亚洲一区二区国产一区| 精品久久久久久久久午夜福利| 人妻激情另类乱人伦人妻| 中文字幕人妻偷伦在线视频| 制服丝袜视频国产一区| 亚洲国产一区二区三区,| 久久精品国产亚洲av一般男女| 亚洲一区在线观看中文字幕| 日韩精品久久久久久免费| 全球av集中精品导航福利| 熟女性饥渴一区二区三区| 久久久亚洲精品蜜桃臀| 亚洲国产成人精品一区刚刚| 中文字幕一区二区三区的| 狠狠的干性视频| 免费观看黄网站在线播放| 色老头一区二区三区| 欧洲亚洲色一区二区色99| 国产精品丝袜美腿诱惑| 日韩一区二区三区久久精品 | 风流少妇一区二区三区| 日本一区二区三区视频免费观看| 国产精品国产精品国产专区不卡| 国产一区二区三精品久久久无广告| 欧性猛交ⅹxxx乱大交| 欧美成人高清手机在线视频 | 国产精品无码片在线观看| 人妻av午夜综合福利视频| 亚洲熟妇av一区二区三区hd| 成人免费自拍视频在线观看| 色噜噜狠狠一区二区三区果冻| 国产精品公开免费视频| 亚洲综合天堂av网站在线观看|