基于GPRS+的温室大棚监控系统设计

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文章编簪：ｌ００３．２８４３（２００８）０４－０８４７－０３

基于ＧＰＲＳ的温室大棚监控系统设计

康健

（成都农业科技职业学院四川成都６１１１３０）

摘要：设计了一种使用ＧＰＲｓ网络实现的温室大棚控制系统．主要阐述控制系统的硬件的组成和软件的设计．详述了对温度、湿度等各温室环境参数测定、自动控制及将信息通过ＧＰＲｓ网络传输的原理和方法．ＧＰＲｓ网络的使用省去了通信线路的铺设，实现对温室大棚的远程控制，使测控系统投资少、建设周期短、系统构建灵活、易升级，能够很好的适应基层生产的需要．实用证明其性能稳定、经济、方便，通用性强．

关键词：温室大棚；ＧＰＲＳ；远程控制；ＡＶＲ单片机

中图分类号：ＴＰ３９３文献标识码：Ａ

１引言

本文提出的基于ＧＲＰｓ的温室自动控制系统，是基于目前我国温室大捌生产的特点，既能满足个体农民生产的需要，又便于企业规模的生产的需要．该系统不但能完成对温室大棚参数实时高精度测量，而且能实现棚内温湿度调节、灌溉等的智能控制及报警提示，而且也能自动实现保湿、通风和光照调节．并可联网实时显示及语音播报，进行温度报警．报警通过ＧＰＲＳ网络以短信的方式发送到管理员的手机上，以便及时处理．

２系统结构

系统主要由两部分组成：下位机系统和上位机系统．下位机系统以ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａｌ６为核心，采川数字温湿度传感器ｓＨＴｌ５测量温室温度和湿度．ＡＴｍｅｇａｌ６接受多路传感器模块信息并进行处理、判断，控制ＬｃＤ液晶模块ＦＹＤｌ２８６４．０４０２Ｂ实时显示现场的环境参数…；然后控制温度、湿度、光照控制器渊节温室环境参数．最后通过ＧＰＲｓ网络传输到监控中心；监控中心为通过串口与ＧＰＲｓ模块连接的计算机，完成各种信息的存储、统计和控制命令发送功能１２Ｊ．如系统出现异常，则通过控制ＧＰＲｓ模块将异常信号发送到管理员的手机上．本设计采用ｓｏｎｙ／Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公司工业ＧＰＲｓ模块ＧＲ６４．该模块接收ＡＴｍｅｇａｌ６指令信息，将信息传输到上位机．上位机系统是以ｘ８６计算机为核心的ｃ／ｓ模型的网络，可以实现对数据的复杂处理和保存．数据存储是以数据库的方式存储的，以ＳＱＬｓｅｒ、，ｅｒ２００５为数据库管理系统【３’４Ｊ．数据库数据访问采用ＯＤＢｃ方式，用ＳＱＬ语句进行数据库的操作．保存在数据库中的数据，可以通过表格控件显示其数据，也可以通过图形控件画出用户所需的各种曲线．州户还可以根据需要打印数据表格和图形．系统结构如图１所示．

收稿日期：２００８一０３一１１作者简介：康健（１９８２．），男，成都农业科技ｌ【｝ｌ业学院助教，ＩＪｑ佑交通人学硕Ｉ：研究生，ｊｉ婴从枣训‘算机自动控制方【【【『的研究

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８４８西南民族大学学报 自然科学版第３４卷３硬件电路设计

３．１信号检测

温室大棚各点的温度、湿度及光照等与位置的不Ｉ叫而分布不均匀，各点差异较大，为提高测量精度，对于室内不同位置，采用多点检测和循回检测的方式．

３．２空气温湿度的检测

湿湿度的检测即温室内的空气温度和湿度，采片ｊ数字温度传感器ｓＨＴｌ５，该传感器是瑞士ｓｅｎｓⅢｏｎ推卅的ＳＨＴｘｘ系列数字温湿度传感器，基于领先ｌ址界的ｃＭｏｓｅｎｓ⑧数字传感技术，具有极高的可靠性和卓越的艮期稳定性．全量程标定，两线数字接口，可与单片机直接相连，大大缩短研发时间、简化外围电路并降低费用．此外，体积微小、响应迅速、低能耗、可浸没、抗干扰能力强、温湿一体，兼有露点测量，性价比高，使该产品能够适于多种场合的应用．

３．３温室参数的ＬＣＤ显示

ＬｃＤ模块选用带中文字库的ＦＹＤｌ２８６４．０４０２Ｂ，它是可以显示８×４行１６×１６汉字的带背光的液晶模块．可以很方便地从ＬｃＤ直观地读出温度数据．

３．４ＧＰＲＳ通信模块

ＧＰＲｓ通用分组无线业务（ｇｅｎｅｒａｌｐａｃｋｅｔｒａｄｉｏｓｅｒＶｊｃｅ）作为第二代移动通信技术（ＧｓＭ）向第三代移动通信（３Ｇ）的过渡技术，采用先进的无线分组技术爿锎多动通信与ＩＮＴＥＲＮＥＴ紧密结合ＧＰＲｓ数据终端支持ＴｃＰ／ＩＰ、ＰＰＰ协议和透明数据传输，每个用户可占川多个信道，Ｉ—Ｊ一信道又可以为多个用户共享１５Ｊ．ＧＰＲｓ无线网的优势在于能提高资源利用率，在通信过程中不需要建立保持电路，符合数据通信突发性的特点，它组网迅速灵活、成本低、覆盖范围广、实时在线、按数据流量计费、登录网络怏捷等【６】．由于ＧＰＲｓ的这些特点，使它适合多点分散的远程数据传输．本系统选用ＧＰＲＳ通信取代ＧｓＭ短消息的原冈，是因为该设计对系统实时性要求较高，ＧＰＲｓ具有覆盖范围广、数据传输速度｝央、通信质量高、永远在线和按流量计费等优点，所以无论从性能或是经济角度，ＧＰＲｓ较ＧｓＭ短信都有很大优势．设计中采用ＧＰＲｓ模块ＧＲ６４，ＧＲ６４是ｓｏｎｙ／Ｅｒｉｃｓｓｏｎ公百ｊ最新推出的一款内嵌ＴｃＰ／ＩＰ协议栈的ＧｓＭ／ＧＰＲｓ模块，可向下兼容ＧＲ４，基于ＥＧｓＭ９００／ＧｓＭ１８００劂络，串行接口符合Ｖ２４协议，支持语音、数据、传真和短信息功能１７Ｊ．本文采川其Ｉ申行接口，ｓＩＭ卡接口和电源接口．通过连接开通ＧＰＲｓ功能的ｓＩＭ卡系统就能够通过ＧＰＲｓ网络连接到Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，卜．在本系统中，，它带有ＧｓＭ／ＧＰＲｓ全套语音和数据功能，具有Ｍ２Ｍ通信解决方案的全部核心功能．ＧＲ６４内嵌ＴｃＰ／ＩＰ协议栈，通过其异步串行通信接口ｕＡＲ下１，使用相应Ａ丁指令进行开发，可方便地实现ＧＰＲｓ通信．

３．５系统控制器

该设计ＡｖＲ单片机ＡＴｍｅｇａｌ６作为主控器．该系统由单片机对温度湿度等参数进行巡回测量，并对测量的结果进行优化补偿，并进行调控．当启动温湿度转换后，ｓＨＴｌ５开始转换．转换结束后的数据值暂存在ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａｌ６的寄存器中，最后通过ＧＰＲｓ网络发送到监控中心．通过ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａｌ６控制ｓＨＴｌ５每３ｓ启动一次转换．此外，主控制器同时完成系统参数洲量，数据存储，ＬｃＤ显示以及与上位机通信等功能．主控器控制功能主要包括谢湿、调温、调节光照、自动灌溉等控制．调湿渊温通过ＡＶＲ单片机ＡＴｍｅｇａｌ６控制加热炉和风机完成升温，室内降温主要通过水帘、风机完成．土壤调湿主要通过浇水来实现，由自动喷头来完成．室外保温通风调光主要采用自动顶棚（带遮光布）、自动侧窗完成．当超过报警限时，通过语音ｊ春片和发光二极符进行声光报警．ＧＰＲｓ通信通过ＡＴｍｅｇａｌ６向ＧＰＲｓ模块发送ＡＴ指令实现．

４软件系统设计

系统软件采用ｃ５１语言设计．该语言库函数丰富、运算速度陕、占用资源少、可靠性高．在设计中采用模块化方式，主要由主程序，温度、湿度、光照、土壤湿度等参数采集子程序，外围设备控制子程序，ＧＰＲｓ模块控制子程序等模块组成．软件系统主要包括两部分，一部 …… 此处隐藏：5964字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……