無線環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
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環(huán)境溫度、濕度、光照等參數(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中是一種十分重要的數(shù)據(jù)，特別是在糧庫、溫室、大棚等環(huán)境中溫度、濕度、光照的測量和控制更為重要。傳統(tǒng)的基于有線通信系統(tǒng)的溫度、濕度、光照監(jiān)測系統(tǒng)需要花費(fèi)大量的人力物力鋪設(shè)線路，施工量大，安裝時(shí)間長，因此基于無線傳輸技術(shù)的環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。
溫室具有如下特點(diǎn)：非線性、分布不均勻性、時(shí)變性、控制時(shí)延性、多變量耦合性等。由于作物本身生長活動使得溫室內(nèi)部的環(huán)境處于熱平衡混沌狀態(tài)，因此不能按照傳統(tǒng)方法對其建模。執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作也不僅僅影響某一個(gè)因子，可能對溫室的溫度和濕度同時(shí)產(chǎn)生影響?？傊?，溫室溫度和濕度這兩個(gè)參數(shù)存在較強(qiáng)耦合性，溫度和濕度的變化會相互影響，它們和溫室環(huán)境控制的其他因子一起構(gòu)成了一個(gè)包含多方面內(nèi)容的復(fù)雜對象，對其實(shí)現(xiàn)精確控制有一定難度，需要系統(tǒng)多方面的有機(jī)配合。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)運(yùn)用STC單片機(jī)作為控制器件來采集溫度、濕度和光照信息。將采集到的數(shù)據(jù)送顯示電路顯示，同時(shí)與設(shè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若超出設(shè)定的范圍，則進(jìn)行聲光報(bào)警(設(shè)定值可以從鍵盤電路輸入)，而且這些數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)模塊送到下位PC機(jī)中，下位機(jī)利用LabVIEW軟件將各種信息以網(wǎng)頁的形式發(fā)布到Internet上，上位機(jī)只要輸入下位機(jī)發(fā)布時(shí)網(wǎng)址就可以監(jiān)測，而且還可以通過界面進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，以致能夠?qū)崿F(xiàn)管理的完全智能化。圖1給出了無線網(wǎng)絡(luò)中的2個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)框圖，在這個(gè)基礎(chǔ)上給單片機(jī)編址可以擴(kuò)展多個(gè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多機(jī)通訊，從而實(shí)現(xiàn)大面積的覆蓋網(wǎng)絡(luò)。
2 硬件部分
2．1 溫度和濕度采集電路
溫濕度傳感器采用Sensirion公司推出的一款數(shù)字溫濕度傳感器SHTl5。該器件主要特點(diǎn)如下：高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉(zhuǎn)換和加熱器等功能集成到一個(gè)芯片上；提供二線數(shù)字串行接口SCK和DATA，接口簡單，支持CRC傳輸校驗(yàn)，傳輸可靠性高；測量精度可編程調(diào)節(jié)，內(nèi)置A／D轉(zhuǎn)換器(分辨率為8～12位，可以通過對芯片內(nèi)部寄存器編程來選擇)；測量精確度高，由于同時(shí)集成溫濕度傳感器，可以提供溫度補(bǔ)償?shù)臐穸葴y量值；封裝尺寸超小，測量和通信結(jié)束后，自動轉(zhuǎn)入低功耗模式；高可靠性，采用CMOSens工藝，測量時(shí)可將感測頭完全浸于水中。該器件與控制器的典型接法如圖2所示。
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