试析基于无线数传技术的农田数据采集系统的设计与开发

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1、河北农业大学硕士学位论文基于无线数传技术的农田数据采集系统的设计与开发姓名：司永胜申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：蒋文科;刘刚20050601摘要本文是国家高技术研究发展计划(863计划)一“精细农业关键适用技术的开发研究”(2003AA209040)的一部分。针对当前我国农业生产中信息采集技术相对落后，工作效率较低等现实情况，根据“精细农业”作业中的实际需求，充分利用无线电台、GSM技术等最新的无线通信技术，设计开发了能够对多种农田的属性信息进行采集，实现多种数据的融合，并对信息进行存储、处理和无线数传的农田信息采集系统。根据不同的需求，分别完成了基于单片机

2、89S51的设计开发和基于ARM微处理器$3C2410的总体设计。基于单片机的设计开发硬件主要由信号输入通道电路、MD转换电路、电源及稳压电路、串口扩展电路、液晶显示电路、CF卡存储电路、小键盘电路、无线数传电台模块、GSM模块等几部组成。系统可以实现同时采集8路模拟信号，其中包含电iK信号和电流信号，并对模拟信号进行相应的A／D转换。系统可以同时采集两路数字传感器信号。同时，系统可以连接GPS接收设备，进行GPS信息的采集。采集的数据以非易失性存储介质CF(CompactFlash)卡的形式进行存储，保证了系统掉电时数据也可以安全保存。用户可以选择将采集的数据以无线数传电台

3、或GSM短信的方式进行无线传输。基于单片机的数据采集系统既可以作为便携式设备使用，又可以多台固定在田间组成无线网络，进彳亍数据的采集和传输。在文中介绍了为实现无线网络功能而编写的通信协议。基于单片机的数据采集系统的创新主要有以下几点：1．以MCS51单片机为CPU进行开发，并以CF卡实现对数据的存储。2．系统可以实现GSM短信和无线数传电台两种不同形式的无线通讯，实现了通信距离和经济性的有机结合。3．通过连接GPS接收设备，系统可以方便的采集农田的空间信息，为在大范围的数据采集提供了方便。4．农田数据采集器既可以作为便携式设备使用，又可以根据编写的无线通信协议，组成无线网络，

4、实现对农田信息的实时采集。基于ARM微处理器$3C2410的设计采用华恒公司的$3C2410核心板进行二次开发，并对核心板进行L1NUX操作系统移植。系统内置摄像头、GPSOEM板、GPRS模块、和无线数传电台模块，可以完成对8路模拟信号、4路数字信号以及图片信息的采集、处理和存储。采集的信息可以在IDE硬盘或U盘等具有USB接口的存储设备中进行保存。采集的信息可以通过数传电台进行无线传输，也可以通过GPRS模块或有线网络接口接入Internet，通过网络进行传输。关键词：cF卡；数据采集；ARM；无线数传电台；GSMDesignandDevelopmentofFieldDa

5、taAcquisitionSystemBasedonWirelessDataTransmissionTechnologyAuthor：SiYongshengField：AgriculturalMechanizationEngineeringTutor：JiangWenke，LiuGangAbstractInordertoimprovethewo嫩ingefficiencyinfieldinformationacquisitionandaccorclingtotheneedsin‘'PrecisionA鲥culture”，fielddataacquisitionsystemsb

6、asedOffwirelesstechnologyweredesignedanddeveloped，FielddataCallbecollected，stored。processedandtransmittedwirelesslybyRFwirelessdatatransmissionmoduleorGSMshortmessagemode．Accordingtodifferentrequirements，fielddataacquisitionsystemsbasedonsinglechipprocessor(89S51)andonARMprocessor(S3C2410)w

7、eiedesignedrespectively．强ehardwareofdataacquisitionsystembasedonsinglechipprocessorwascomposedofsignalinputcircuit，A／Dconversioncircuit，powercircuit，serialinterfacesexpansioncircuit，LCDcontrolcircuit，CFcardcircuit，keyboardcircuit，RFwirelessdatatransmissi