基于嵌入式系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

1、基于嵌入式系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)基于嵌入式系統(tǒng)的農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)引言托普物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)現(xiàn)智能大棚是基于嵌入式系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由無線監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、傳感器、變頻器和全GUI的人機(jī)控制終端等組成。各種傳感器、語音呼叫和控制狀態(tài)數(shù)據(jù)由安置在各個(gè)大棚里的監(jiān)控節(jié)點(diǎn)來采集，再通過無線局域網(wǎng)傳輸?shù)娇刂浦行模?jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)比較結(jié)合PID算法來精確控制各個(gè)控制終端。用戶可以隨時(shí)調(diào)整這些自動(dòng)控

2、制，以便讓大棚始終處于一個(gè)最佳生長(zhǎng)環(huán)境。1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分，即終端虛擬控制平臺(tái)系統(tǒng)和大棚基站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的儀器相比，基于計(jì)算機(jī)的虛擬儀器的優(yōu)勢(shì)就是它可以方便地進(jìn)行組網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)連棟大棚的規(guī)模化管理，提高系統(tǒng)的靈活性。首先，系統(tǒng)通過大棚基站內(nèi)的無線傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)棚內(nèi)的各個(gè)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集（如溫度、濕度、光強(qiáng)、CO2濃度等），然后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，再發(fā)送給終端虛擬控制中心，終端再通過數(shù)據(jù)比較和自適應(yīng)PID控制算法發(fā)出控制

3、指令，大棚基站接到控制指令后，對(duì)棚內(nèi)的外圍電氣設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而改變棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)。如果在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)沒有接到終端的控制指令，大棚基站則會(huì)通過與內(nèi)部設(shè)定的環(huán)境參數(shù)的比較，對(duì)相應(yīng)的電氣設(shè)備進(jìn)行控制操作，這種方法的好處是可以避免在終端維修或網(wǎng)絡(luò)繁忙時(shí)出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺失所造成的大棚基站失控。此外，終端和基站、基站和基站之間還可以進(jìn)行語音呼叫，使終端用戶可以隨時(shí)和各棚內(nèi)的工作人員進(jìn)行聯(lián)系，了解大棚基站的運(yùn)作狀況。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。圖一、

4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖24～25GHzISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。圖3所示是其電路原理圖。23外圍控制電路的設(shè)計(jì)外圍控制電路子系統(tǒng)同樣采用EasyARM1138為主控制芯片，輔以nRF24L01無線通信模塊。該子系統(tǒng)通過EasyARMll38的I／O口控制DAC0832來產(chǎn)生正弦波，然后驅(qū)動(dòng)變頻器以改變外圍各電氣設(shè)備的工作狀