智能温室监测系统中多参数无线监测系统的设计

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1、.智能温室监测系统中多参数无线监测系统的设计摘要：介绍了一个以单片机(AT89C51)为核心基于nRF905的具有无线通信功能的智能温室监测系统中多参数监测系统设计。同时，给出了系统的参数测量电路，对系统的多机通信和低功耗进行了详细设计。该系统数据传输速度可达lOOkbps，可靠性高，功能易扩展，适用于多种领域。关键词：智能温室监测系统；多机通信；低功耗0引言智能温室监测系统是实现其生产自动化、高效化最关键、最重要的环节。就蔬菜的生长环境而言，温度、湿度、光照、CO。和土壤pH值等是其最基本的因子。温度不仅要根据蔬菜的不同生长阶段而定，而且与光照强度有很大关系。湿度

2、也是温室中一个重要的参数…。因此，作为监控系统应能够实现对以上参数的数据采集与分析处理，以便进行相应的控制，使智能温室为蔬菜的生长提供一个良好的环境。有线连接方式采集温度、湿度、光照等信号及传输数据，这虽然满足了监测要求，但是存在线路多、布线复杂、维护困难等问题心1。为了解决这些问题，本文研制了一种多参数无线传输监测系统。该系统采用了无线收发芯片nRF905，其发射功率为10dBm，使用环形PCB天线，室内传输距离可达iOOm，室外传输距离可达200m。随着农业科技的发展，以及国家对三农的的高度重视，特别是国家2012农业国家一号文件颁发后。国家科技园、各大农业园区

3、、农场等农业机构企业积极寻求在良种培育、节本降耗、节水灌溉、农机装备、新型肥药、疫病防控、加工贮运、循环农业、海洋农业、农村民生等方面的高新技术，力求突破现存的农业技术瓶颈，真正实现现代化农业。浙江托普仪器有限公司和浙江大学合作积极响应科技兴农政策突出农业科技创新重点，研发出农业物联网智能控制系统通过通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备等新型技术将农业和互联网连接起来提大大提高了农业生产的工作效率和精细管理，避免了“瘦肉精”、“毒辣椒粉”、“红心鸭蛋”...等问题的再次发生，保证了食品的安全和产量。目前此物联系统已在全国多家科

4、技园、示范园区、农场、科研所、院校等区域成功运行，技术稳定成熟，功能齐全。为在农业种植业、畜牧养殖业等领域的生产关键环节建立智能化控制、信息化管理的现代农业项目提供了强有力的技术支持。物联网的实施将大大提高国家推进科技创新增强农产品的步伐。农业物联网将开启农业生产腾飞的新篇章。托普农业物联网核心产品均属于自有品牌，自主研发生产。托普农业物联网系统主要包括三个层次：感知层：采用各种传感器（如温湿度、光照、CO2、风向、风速、雨量、土壤温湿度等）获取植物的各类信息。传输层：信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传到控制中心，各个节点可以自由配对、任意监控、互不干扰。应用

5、层：根据WSN获取植物实时生长环境。图温湿度、光照参数等，收集各个节点的数据，进行存储和管理实现整个测试点的信息动态显示，并根据各类信息进行自动灌溉、施肥、喷药、降温补光等控制、对异常信息进行自动报警。加装摄像头可以对每个大棚和整个园区进行实时监控。1多参数无线监测系统的结构系统由中央控制器Pc与各个采集单元组成。每个采集单元包括温度检测器、湿度检测器、光度检测器及单片机和nRF905模块等，每个数据采集单元可实现温度、湿度、光度等多参数的采集并通过单片机AT89C51和无线模块nRF905把数据传输到PC机上进行显示，从而实现多参数的监测。同时，通过点对多点的方式

6、可实现不同采集单元与Pc机间的通信，从而实现多点位置的多参数的监测。其系统框图如图1所示。本系统可实现远距离监测，且抗干扰性能强。...2多参数数据采集电路设计2．1湿度采集电路湿度传感器采用DALLAS半导体公司推出的单总线数字测温Ic芯片DSl8820。DSl8820芯片的管脚简单，它无需任何外围硬件即可方便地进行温度测量，与单片机交换信息仅需要一根I／O口线，如图2所示。...每个DSl8820在出厂时都有一个唯一的64位的光刻序列号，可支持多节点测温，使设计大为简化；测温时无须任何外部元件，测温范围是一55～+125℃，测温精度为0．5度；内部自带A／D转换

7、器，通过内部的温度采集、A／D转换一系列过程，最后将温度以规定的格式转换为16位数据并输出，并将数据还原为温度值。2．2湿度采集电路湿度传感器采用HSll01电容式传感器。HSll01电容式传感器将电容的变化量准确地转换为单片机易于接受的信号，可以将该湿敏电容置于振荡电路中，组成多谐振荡电路，将电容值的变化转为与其呈反比的电压频率信号，可以直接被单片机计数器所采集。这样电路就可以方便地与单片机相连接，输出信号为频率型，灵敏度高、线性度好，具有优良的重复性、分辨率和稳定性。为了提高系统的灵敏度和线性度，从降低采集电路的成本等因素进行考虑，采用脉冲振荡电路来设计湿度