無線網絡傳感器在充分利用自然資源的基礎上,改變溫室大棚環境因子中的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度等參數,可以提高作物的產量、質量、生長周期和經濟效益,實現溫室大棚環境的控制。
為了解決當前溫室大棚控制系統擴展性差、智能化程度低的難題,在剖析無線傳感器網絡特點的基礎上,設計了基于無線傳感器網絡的溫室大棚監控系統硬件和軟件。感應節點和設計在硬件上,溫度、濕度、光照度等感應自動收集溫室環境參數。在軟件方面,采用模塊化設計理念,實現數據收集、處理和控制輸出。該設計具有良好的擴展性、實用性和操作簡單性。
溫室檢測控制系統結構。
WSN是多跳自組織網絡系統,是由大量廉價的微型傳感器節點部署在監視區域的多跳自組織網絡,具有組織方便、靈活性好的優點。
其目的是協同感知、收集和處理網絡復蓋區域內感知對象的信息,發送給觀察者。
溫室控制系統的結構。
傳感器通過傳感器節點收集土壤本身或周圍環境的溫度、濕度、光照等信息,完成給定的監控任務,將監控數據傳輸到控制計算機,利用剎車準確控制土壤中的肥料和水分。通過傳感器網絡收集信息,可用于指導栽培,最大化產量,監視和報告作物狀況。
聚集節點是將傳感器節點和管理節點計算機連接到應用環境中的中介。可用于連接傳感器網絡、互聯網或WWW等外部網絡,實現協議棧之間的通信協議轉換,同時完成管理節點的監控任務,將收集到的數據轉發到外部網絡。
軟硬件的設計和控制原理。
傳感器節點設計。
傳感器節點傳感器網絡的基本單元,傳感器節點是專門為傳感器網絡設計的微型計算機系統,負責傳感器網絡的感知和信息預處理,響應主機指令。該系統由單片機、無線射頻通信、Flash內存、可擴展I/O接口和電源模塊五個模塊組成。
傳感器節點的硬件結構。
單片機是傳感器節點的核心部分,負責整個系統的數據處理和協調。一般選用耗電量低的單片機,具有混合模式處理能力。此類單片機一般在單片機上有UART、SPI、I2C等通用界面;另外,由于需要獲取傳感器收集的數據,所以需要多個ADC;最后,微控制必須具備電源管理功能,不工作就可以切換到低功耗或超低功耗模式。
無線通信射頻模塊作為與外界交換信息的界面,是傳感器節點的另一個重要組成部分。無線電射頻芯片的選擇包括數據傳輸速度、接收和發送功率、休眠能耗、啟動穩定時間和信號調節模式。
該擴展接口采用Mica2系列通用51針標準接口,已成為連接傳感器模塊的傳感器節點的事實標準接口。該接口由兩個相同的部件組成,可分別安裝在電路板兩側,實現模塊的重疊擴展。根據該界面設計的傳感器節點,可直接使用Crossbow公司和各研究機構設計的大部分模塊。
深圳市力準傳感技術有限公司是專業研發生產高品質、高精度力值測量傳感器的廠家。主要產品有微型壓式傳感器、S型拉壓力傳感器、測力傳感器、稱重傳感器、控制儀表、以及手持儀等力控產品達千余種,產品可廣泛應用于多種新型和智能化高端領域。
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