本文设计了一种基于无线传感器网络和ARM7微控制器芯片的温室环境参数信息采集系统。
过组织温室中的各种传感器节点,并通过NRF905无线收发器芯片将收集的信息传输到控制中心,可以实现远程无线监视。系统具有以下优点:低功耗,高精度,操作简单和可扩展性高。
室环境参数的控制是作物正常生长的关键因素,它直接影响最终产量。期使用后,测量温度,湿度和光照等参数的传统方法显示出许多缺点。如,温室中复杂的布线和控制设备极大地阻碍了作物的播种和施肥。着网络技术特别是无线传感器网络技术的发展,无线温室传感器网络应用中传统测量方法的不足可以提高工作效率和效率。用实时远程监视。本节中,将无线传感器网络应用于温室环境监测,并从硬件和软件方面完成系统的设计,并通过Proteus仿真软件验证了系统的可行性。1是该系统的一般框图。
主要由四个部分组成:远程数据处理和采集模块,接收/数据传输模块和上级控制中心。量节点由各种传感器组成,包括温度,湿度和光照传感器,用于测量温室中的各种环境参数,数据处理节点由微控制器控制以接收和接收数据。输信息,微控制器可以控制传感器。据处理节点的数量也必须根据实际需要定义:数据接收模块通过射频收发器控制数据的接收和传输,上级计算机控制中心主要负责信息控制信息的处理和传输;集中但远程的实时监控。统的硬件设计必须实现的模块包括:传感器接线,传感器和微控制器的硬件连接以及微控制器和无线通信模块的硬件连接。该系统中,温度传感器采用DS18B20数字温度传感器芯片,湿度传感器采用SHT75数字湿度传感器,照明传感器选择BH1750芯片,而微控制器则使用LPC2124芯片。ARM7系列。DS18B20由美国DALLAS公司生产,具有以下特点:体积小,耐磨,恒温阀芯耐冲击,接口电路简单,价格低廉。DS18B20数字温度传感器的供电方式有两种:一种是寄生电源,DS18B20通过连接到微控制器的信号线消耗功率以满足其自身的需求,无需外部电源,电路很简单,另一个是外部电源,换句话说,DS18B20通过外部电源接收正常运行所需的能量,这带来了更换电源和使用寿命的问题。系统使用寄生电源,如图2所示。温度控制器的连接电路如图3所示。士Secnsirion制造的数字湿度传感器SHT75使用CMOS技术进行测量精度高,体积小,能耗低。部引脚非常简单:GND,VCC,DATA和SCK。BH1750是具有I2C接口的数字光传感器。
微控制器的连接电路如图5所示。FR905由Nordic制造,可以在三个433/868/915 MHz自由ISM频段中工作。过SPI接口与微控制器通信。
具有功耗低,传输速度快和易于操作的特点。接到微控制器的硬件电路如图6所示。
系统的软件设计包括:远程传输模块,无线接收和传输模块以及上级编程模块。体框图如图6所示。
控制器必须运行两个工作周期才能读取DS18B20测得的温度信息:在第一个工作周期中,微控制器向DS18B20发送温度转换命令,并且DS18B20在正常工作条件下执行温度转换操作;执行第二个工作周期。取温度。该注意的是,在执行每个工作周期之前,微控制器必须首先向DS18B20发送低电平信号以复位DS18B20,然后再发送进一步的指令。于微控制器有一天将多个DS18B20连接到I / O线路,因此有必要决定是在一条线路上读取温度传感器信息还是访问温度传感器的所有信息。
程序的流程图如图7所示。控制器和SHT75湿度传感器仅通过两个引脚连接,从而使控制程序相对简单。
读取温度之前,请确保已连接SHT75,否则触发一次SCK时钟信号以重置串行端口。送读取数据命令后,控制器必须反复轮询DATA引脚,直到DATA引脚为低电平,这表明数据传输已完成,并且同时读取了两个字节的数据。出并设计了一种基于无线传感器网络的温室环境监测系统,以有效解决无法及时获取环境数据的问题,监测系统的功耗非常重要。程监控,系统成本高和阻碍作物生长。而,仍然存在一些问题,例如传感器节点的电源问题,恒温阀芯传输距离短等,并且在未来的工作中需要进一步的研究。
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