土壤监测系统方案.pdf

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1、土壤监测系统需求一、监测环境1黑龙江地区，高纬度、低海拔，冬季极限温度-40左右，夏季极限高温402采集终端电路板置于地下两米的保温箱中，土壤温度不低于-20，3电路板上设计有测温加热装置，控制电路板环境温度保持在适合的范围内，4所有采集点分布在5米半径范围内4采集系统采用电池供电二、监测参数1温度范围-40~40测试精度0.1在一竖井中共约10点铂电阻Pt100或Pt10002土壤水分0~饱和，两点电容式土壤水分传感器3位移监测精度3mm初步设想使用应变或角度传感器实现10点左右三、采集终端功能1由单片机定时循环采集监测参数，通过GPR

2、S模块上传采集时间和参数数据（一天几次）2采集终端应为低功耗系统，为节电终端应具备休眠唤醒功能3终端带有U盘或SD卡存储功能，防止数传系统故障导致数据丢失4采集终端具备对自身工作状况的查询检测功能5终端有与计算机的接口，方便现场调试、检测、查询等工作四、上位机软件功能1将由GPRS模块上传的采集时间和参数数据存入数据库备查2具备远程即时查询功能3具备电源管理功能（尤其是剩余电量指示功能）4查询结果可用数据表格及图形表示，可以打印报表5能够监测记录终端工作状况6人机界面友好，操作简便土壤监测系统方案一、终端方案采用单片机MSP430F169

3、为核心控制芯片。GPRS模块采用SIM300，将信息上传到internet网络，供上位机实时远程查询。恒温箱里温度采集采用18B20，根据恒温箱里温度实测情况控制加热装置，维持恒温箱在不能正常工作时终端设备工作环境的温度恒定。与PC机通信采用串口RS232/RS485，方便现场调试，检测，查询各个监测点的环境参数。考虑到工作环境比较恶劣（低温-40度，LCD不能正常显示），终端显示才采用点阵数码管，通过按键切换显示各个监测点的数据。显示部分只在现场调试中应用，正常工作状态不带显示，以降低功耗。温度、湿度、位移各十路模拟信号分别通过电子开关

4、CD4067在单片机的控制下循环送入MSP430F169内置ADC12进行转换。同时根据要求核心控制芯片采集电源信息---电压，电流，电池剩余电量信息。通过MSP430F169核心控制器进行数据处理，将各种数据封装好通过GPRS模块连入internet网络。下位机终端系统方案框图如图一所示。InternetGPRS采集电源信息SD卡MAX485MSP430F16918b20PC机主控制器控制加热装置串号CD4067显示30路模拟信号01………………29检测点信号图一、下位机终端系统方案框图注：考虑到GPRS通过串口和核心控制器通信，核心控

5、制器也是通过串口和PC机连接，后边可能采用双串口的单片机芯片。二、上位机方案上位机采用C++bulding开发，根据用户需求需要将数据存入数据库，采用office自带的Access数据库。网络模型采用C/S模型，结构框架图如图二所示。移动手服务器网络机GPRSInternet数据库存储S信息查询信息InternetPC机图二、网络结构模型图上位机人机交互界面，用c++实现。主菜单画面简单如图三所示：图三、主菜单画面开发人员实行模块责任承担制度。前期开发初步模块分配主负责人如下：一、终端：整体整合负责人：周艳娥GPRS模块：杜建平多路数据采

6、集A/D模块：林界USB接口（U盘存储）：闫雪琴SD卡存储：李超终端数据封装模块：陈肖禹（主）王东升PCB板设计：闫雪琴（主）高原加热装置控制模块：何向东点阵显示模块：高原最后提交文件方式为：.H文件和工程，模块的文档使用说明。二、上位机负责人：周艳娥三、文档说明负责人：何亚蓉和各个模块负责人协商，写帮助文档和使用说明书。四、其他财务管理：窦晓宁器件采购：陈肖禹终端前期开发期为一个礼拜。提交相关文件和文档截止日期：2012-4-28日前。