基于GPRS的农田气象信息监测系统.pdf

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1、2015年1月农机化研究第1期基于GPRS的农田气象信息监测系统王兵利，张萍，熊刚(杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100)摘要：针对目前精细农业中农田气象信息监测领域存在的问题，为了准确及时获得农田气象信息，提出了基于GPRS的农田气象信息监测系统。系统由采集终端、GPRS通信模块及客户端3部分组成，采集终端以MSP430单片机为核心，主要完成气象参数的采集和处理；GPRS通信模块选用WG一8010GPRSDTU来搭建GPRS通信平台；客户端采用VB语言编写，主要实现对气象信息的接收显示与管理。实验表明，该系统成本低、功耗小，具有良好的稳定性，且

2、操作方便，可以满足农田气象信息远程监控的实际需求。关键词：气象信息；GPRS；采集终端；客户端；远程监测；数据采集；农田中图分类号：$24；TP274文献标识码tA文章编号：1003-188X(2015)O1—0105-04网络进行实时的数据传输，将采集到的数据发送给客0引言户端。客户端软件采用VB语言编写，通过与Mi．我国是一个农业大国，而农业又是气候变化最敏crosoftAccess2003数据库的连接，实现实时气象数据感的领域之一，气象条件对农业生产过程有着重要影的存储与管理。响，并且随着农业产业结构的调整，农业尤其是特色农业对气象服务质量的

3、要求越来越高⋯。近年来，农田气象信息获取的方法和手段不断提高和丰富。但从总体上看，还存在一些有待解决的问题，如农田信息采集过程手段还相对落后、效率不高，针对性不强；传输方式受布线难、成本高、传输距离有限、入网许可等限制；存在由于农田分布散、设备多、管理困难等不口[2-3]^匕O针对以上问题，设计了一种利用超低功耗的单片机MSP430F169作为主控芯片、融合GPRS通信方式，具有较低成本的远程农田气象信息监测系统。该系图1监测系统总体设计示意图统主要由采集终端、GPRS通信模块及客户端(上位2系统硬件设计机)等3部分组成，通过GPRS无线网络实现对

4、农田气象信息的远程监测。2．1采集终端的设计数据信息采集终端以TI公司推出的MSP430系1系统总体结构与设计列超低功耗、高性能的16位微处理器MSP430F169作为主控芯片HJ，通过对翻斗式雨量传感器JDZ02—1、监测系统总体设计如图1所示。系统由数据采集终端、GPRS无线通信模块和客户端3部分组成。采温湿度传感器SHT11、光照强度传感器BH1750、实时集终端通过传感器采集各项气象数据，经过时钟芯片PCF8563的操作获取各个监测点的数据信MSP430F169进行数据的初步处理后，利用GPRS无线息(降雨量、温湿度、光照辐射强度、实时时间

5、)，并按照一定的格式组合整理后经由RS一232接口传输到无收稿日期：2014—01—13线通信模块。其硬件结构框图如图2所示。其中，基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD20B10-3)；杨SHT11、BH1750、PCF8563均为带有IC总线接口的凌职业技术学院科学研究基金项目(A2013037)作者简介：王兵利(1976一)，女，陕西l临潼人，讲师，(E—mail)器件，功耗低可靠性高，满足灌区环境需求和系统应wb120021102@163．corn。用。2015年1月农机化研究第1期于串口通讯的应用程序来处理远端串口设备的

6、数据，而无需劳心费神于公网IP地址或者是网络端口映射、动态域名映射等具体问题。3系统软件设计3．1采集终端系统软件设计农田气象数据采集终端按程序中预先设置的采集周期，对各传感器采集的温度和湿度以及雨量开关信号等数字信号进行采集。具体工作流程如图3所示。图2采集终端硬件结构框图{』三电后系统自舱I1)温湿度传感器。SHT11是瑞士Sensirion公司1MSP430F169初始化l【‘。‘r一—————‘。J生产的带有IC总线的数字式温湿度传感器，具有免——⋯—一一主程序运行，开中断【调试、免标定、测量分辨率可编程调节、CRC传输校【————————

7、————。J——————————验、超小封装尺寸等特点；测量精度高，是各种温湿度——一———t————————一定时扫描相应输入通道监测应用中的一种优选器件J。2)光强度传感器。BH1750是一种两线式串行总线IC接口的数字型光强度传感器集成电路。它可以l1llI【皇jI根据收集的光线强度数据来进行环境监测，可支持较大范围的光照强度变化，直接数字输出，省去复杂的j采集信号进行处理数学运算，使用方便简单J。3)雨量传感器。本系统中选用JDZ02—1型翻斗式雨量传感器，用以测量自然界降雨量，同时将降雨一量转换为以开关量形式表示的数字信息量输出，以满I串

8、口输出l采集气象数据足信息传输、处理、记录和显示等的需要。其每一次图3气象数据采集模块主流程图的开关量信号降雨量为0．2m