寒地棚室智能移动监控平台的研究与设计

《寒地棚室智能移动监控平台的研究与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年12月农机化研究第12期寒地棚室智能移动监控平台的研究与设计王雪，马秀莲，席桂清(黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319)摘要:针对寒冷地区温室大棚的智能控制和监测的问题，以嵌入式开发技术为基础，设计和实现了寒地棚室智能移动监控平台。该平台通过构建以ZigBee为通信协议的无线传感器网络实现了平台的可移动特性。在软件设计部分引入了多Agent智能技术，实现了平台的可扩展性及自适应性等智能特性。关键词:寒地棚室;传感器网络;无线网络;嵌入式中图分类号:S625．5文献标识

2、码:A文章编号:1003－188X(2014)12－0054－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2014.12.013基于WinCE的嵌入式开发。两种开发方式各有优缺0引言点:Linux网络资源丰富，但开发需要的周期比较长，在我国大力发展设施农业的今天，各种研究和技并且不具备非常良好的用户图形界面;基于WinCE的术不断地涌现出来;而棚室经济是设施农业发展的主开发具备丰富的图形用户界面，相较Linux而言更适要方面，尤其是在寒冷地区。寒冷地区气候条件和土用于基础应用层的开发。

3、经过分析及研究以上各类壤环境等受季节的局限与制约较大，要大力发展棚室控制系统和开发平台的优缺点，笔者设计了一种嵌入经济就必须要实现温室大棚的智能控制与监测。智式监控平台。该平台采用基于Xscal+WinCE6．0的能控制与监测的目的是监控农作物在生长阶段的主AＲM开发平台进行开发，通过组建无线传感器网络实要影响因素，如温室大棚中的温度、空气湿度、土壤湿现温室大棚的数据采集和温室大棚内部各种因素的度、光照强度和二氧化碳浓度等;并以监控的数据作智能移动监控。为控制温室的环境，使温室大棚的环境适合农作

4、物的1基于嵌入式的硬件设计生长条件，达到农作物快速、优质生长的目的。棚室的智能控制是当前该领域的关键问题和研究热点［1］。1．1系统结构设计目前，设施农业中温室大棚的监控系统主要分为基于嵌入式的寒地棚室智能监测平台是由上位两种:一是采用终端模式形成的监控系统，主要1台机和下位机两部分构成:上位机主要包括一个基于计算机和多个终端处理设备构成，每个终端用来监控Xscale－WinCE嵌入式平台的硬件环境及用户界面的温室大棚中1个影响因素［2－3］。由于这种模式采用独应用程序，二者集成在一个相对较小的

5、便携式移动设立的终端实现监控，所以具备灵活性好的特点;但也备中并具备较好的用户图形界面，方便为用户提供分造成了高额的成本及较大的电量消耗，并降低了整体析和显示监控的数据;下位机主要为温室大棚的监控监控系统的可靠性。二是以单片机作为控制单元的信号的数据采集系统，由超低功耗的TI—MSP430芯监控系统［4］。但是，仅仅使用单片机构成的系统所能片与大量传感器所构成的传感器网络所构成。温室大棚中所安装的传感器为无线传感器，以实现移动的够实现的功能简单，很难形成良好的人机界面，无法智能监控。传感器接收到

6、的现场数据将连接到下位广泛使用。随着科技的发展，基于嵌入式开放的系统机的信号调度部分，通过AD转换并由MSP430单片被大量研究和应用。基于嵌入式的开发主要有两种机芯片打包后经过串口发送到上位机。监控平台的方式:一是基于Linux操作系统的嵌入式开发;二是结构设计如图l所示，具体实施方案如图2所示。收稿日期:2013－11－221．2嵌入式系统驱动和应用程序的开发基金项目:黑龙江省农垦总局开发项目(HNK12KF－20);国家发改委基于嵌入式的WinCE系统开发可以分为两个步“种植业物联网应用示

7、范工程”项目(发改办高技［2011］骤。第1步是在计算机上的模拟编译环境中进行开2058号)发，而后将已经经过模拟运行的软件转移到目标机上作者简介:王雪(1980－)，女，沈阳人，讲师，(E－mail)mtmwx@163．com。进行调试，并生成最终的在目标机上运行的程序。第·54·2014年12月农机化研究第12期2步是系统驱动程序的开发。驱动程序是连接底层的硬件和上层的API函数的纽带，而图形用户系统是由显示模型接口程序、窗口模型接口程序和用户模型程［5］序共同组成的。在编写驱动程序之前，需

8、要明确嵌入式内核程序的基本功能。编写的设备驱动程序应具有以下功能:①对设备初始化和释放;②把数据从内核传到硬件和从硬件读取数据;③读取应用程序传递给设备文件的数据和回送应用程序请求的数据;④［5］检测和处理设备出现的错误。平台的应用程序部分功能及与功能模块的关系如图3所示。图3嵌入式应用程序的模块构成图Fig．3TheModeloftheEmbeddedApplicationprogram2传感器网络的设计寒地棚室智能监测平台将影响农作物生长的6种环境因素作为参数进行数据采集，采集是通过构建传感