基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚智能灌溉管理系統(tǒng)

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1、基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚智能灌溉管理系統(tǒng)何中華下面我來分享一下我們利用TI的MSP430F2618單片機(jī)作為主控芯片，結(jié)合LSD-RFMC-B401-A2射頻模塊組建的一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的溫室大棚智能灌溉管理系統(tǒng)。我們的系統(tǒng)，通過對(duì)溫室土壤的濕度、空氣的溫度、二氧化碳含量以及光照強(qiáng)度等信息的實(shí)時(shí)采集，和遠(yuǎn)程終端服務(wù)器的自動(dòng)決策實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉、光照控制及二氧化碳預(yù)警功能。系統(tǒng)先以實(shí)現(xiàn)，并于2011年7月份參加全國(guó)大學(xué)生水利創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽榮獲全國(guó)一等獎(jiǎng)。圖一數(shù)據(jù)采集及通信系統(tǒng)示意圖我們系統(tǒng)的核心技術(shù)就是利用MSP430處理器控制各種傳感器采集環(huán)境中的信息，包括光照、濕度、二氧化碳等，并

2、將這些信息通過射頻RF模塊發(fā)射出去，MSP430通過串口控制無(wú)線射頻RF模塊。此外，組成的物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議方面也是在MSP430處理器上面實(shí)現(xiàn)的，一直以來都比較熟悉MSP430這款單片機(jī)，而且用起來也十分方便，很感謝TI給我們帶來的收獲。下面我就主要部分即MSP430軟件設(shè)計(jì)部分拿來與各位分享一下：1、數(shù)據(jù)幀格式幀起始命令字源地址目的地址溫度濕度光照幀結(jié)束圖二幀結(jié)構(gòu)2、終端節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)圖三終端節(jié)點(diǎn)流程圖由上面的流程圖可知，終端節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)可以來自子節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，也可以是來自上位機(jī)發(fā)出的命令數(shù)據(jù)。如果終端節(jié)點(diǎn)要接收來自子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，必須要解決的就是發(fā)送沖突，為了解決沖突問

3、題，借鑒CSMA/CA的原理，在開機(jī)啟動(dòng)是對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次同步，而且在每隔固定時(shí)間對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行再次同步處理。如果接收的是來自上位機(jī)的命令，則直接將數(shù)據(jù)不做處理直接發(fā)送出去，數(shù)據(jù)由子節(jié)點(diǎn)來處理。1、子節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計(jì)圖四協(xié)調(diào)器流程圖子節(jié)點(diǎn)在完成網(wǎng)絡(luò)生成及加入管理后，首先接收來自各傳感器的溫度、濕度、二氧化碳和光照數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)融和、打包發(fā)送到終端服務(wù)器上（上位機(jī)軟件）。當(dāng)服務(wù)器處理完數(shù)據(jù)后，將控制數(shù)據(jù)下傳，喚醒子節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥等的控制。子節(jié)點(diǎn)可以將傳感器的數(shù)據(jù)傳送到指定節(jié)點(diǎn)，也能響應(yīng)來自終端節(jié)點(diǎn)的控制命令。1、終端服務(wù)器（上位機(jī)）設(shè)計(jì)圖五上位機(jī)軟件流程圖上位機(jī)軟件是

4、智能節(jié)水管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示和灌溉系統(tǒng)控制的中心，該軟件可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)田間傳感器采集的動(dòng)態(tài)土壤溫度、濕度數(shù)據(jù)，以圖表或波形形式顯示在屏幕中，并根據(jù)作物不同階段的需水需求進(jìn)行評(píng)判并發(fā)出命令，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，由遠(yuǎn)程終端節(jié)點(diǎn)隨時(shí)自動(dòng)控制灌溉閥門的開閉，實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉的智能化和無(wú)人值守的目的。上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是“作物需水灌溉控制指標(biāo)體系表”，它是智能節(jié)水灌溉系統(tǒng)灌溉控制系統(tǒng)模塊實(shí)施灌溉控制指令決策電磁閥開啟、閉合灌溉與否最主要的程序設(shè)計(jì)依據(jù)。