嵌入式无线温度采集系统的设计

系统以ARM920T内核S3C2410芯片作为核心处理器,以嵌入式Linux操作系统作为软件资源的核心,通过无线收发模块CCI100完成数据的传输,并把采集的数据信息显示在LCD上,系统利用C语言完成了软件设计。实验证明,系统具有较好的实时性、方便性和安全性,可用于工农业各个领域的实时温度采集。     

基于CDMA1X的无线传输自动气象站系统的构建

近年来自动气象站的快速普及极大地促进了水土保持气象观测的发展,以往靠人工值守的观测方式已经不能适应于现代水土保持发展的需要,可远程控制和无线数据传输的气象观测系统是未来气象站系统发展的趋势.通过将美国DAVIS公司生产的Vantage Pro2型自动气象站和CDMA1X技术相结合,实现了无线远程控制自动气象站和远程获取气象数据.观测实践表明,无线传输自动气象站系统具有安装使用方便,实时在线、高速传输、登陆快捷、收费合理、监控方便和安全可靠等优点.特别是在间断、突发性的或频繁、少量的气象数据传输中表现出良好的性能.通过山西省方山县架设的基于CDMA1X技术的自动气象站与远程控制端北京林业大学进行实时数据传输的实践证明,该系统可以运用于水土保持气象观测等多种气象观测领域.     

基于无线传输的稻田灌溉监控系统

为实现稻田环境的监控和节水灌溉,该文设计了基于无线传输的稻田灌溉监控系统,其中包括1个主站和18个基站,采用日精ND250A数传电台进行无线数据通信。基站可按设定的时间间隔自动采集稻田水温、土壤湿度、稻田水位等参数,并当接到主站指令时通过无线传输将数据上传到主站;基站供电采用太阳能蓄电池,以满足传感器运行及无线通讯的能耗需求。PLC控制灌溉设备的运行,运用组态软件设计人机交互界面,可自动或手动进行灌溉操作;工控机可运行基于Web的信息管理系统,监控灌溉现场的运行情况并在显示器上动态显示各种实时操作。该系统运行稳定,能够实现准确的无线数据采集,适用于稻田灌溉的实时监控。     

基于WiFi的无人机视频传输系统设计与试验

针对目前传统无人机视频传输系统抗干扰能力差、无法多用户监测的缺点,设计了一种基于Wi Fi的无人机网络实时视频监控系统。系统采用Tiny210嵌入式开发板为核心,通过架设在无人机上的网络监控摄像头和无线网关实现视频采集与传输;嵌入式系统采用Linux操作系统,采用Mjpg-Streamer视频传输方案;S5P210对网络摄像头获得的视频数据依据Mjpg-Streamer方案进行数据格式转换和压缩,通过无线网关上传到网络服务器,监控端计算机组通过监听相应的网络端口实现视频监控。测试结果表明,视频设定分辨率为76 800,当理论帧率在10至25 fps之间递增,视频传输的实际帧率随理论帧率变化接近线性增加,最大实际帧率达到3.27 fps,同时系统占用带宽在每秒1到2 M之间递增,当理论帧率大于25 fps,实际帧率保持最大传输帧率不变,而此过程系统占用带宽在理论帧率25至40 fps之间缓慢递增,大于40 fps后带宽开始下降。设置分辨率大于307 200,摄像头接近其工作极限,视频实际传输帧率维持稳定,与用户设定帧率无关,系统占用带宽平缓保持在每秒2到3 M之间,上位机画面清晰流畅,满足大数据传输下的视频传输要求。该研究为无人机实时性传输、减小运行功耗的深入研究提供了参考。     

基于ZigBee和嵌入式技术的无线安防监控系统研究与设计

针对传统有线安防系统的局限性,通过对zigbee技术和嵌入式技术的研究,提出了一种基于zigbee组网技术和嵌入式控制技术的住宅小区无线安防监控系统,实现了布防后能够对住宅小区生活中存在的火灾、盗窃、煤气泄漏等安全隐患进行监测及报警。采用基于ZigBee标准的射频芯片CC2430,实现节点间数据的无线传输,并给出了系统的硬件原理框图和软件设计思路。     

基于二维条码和ARM的谷物溯源采集传输系统

摘要：谷物在生产供应链中按照等级和用途进行混合配送和分销,多源头性决定了谷物追溯系统中信息识别的难点。针对这个问题,该文提出以表面喷印二维条码的追溯颗粒作为谷物追溯信息的载体。基于嵌入式系统开发了二维条码、GPS定位信息和谷物产地环境信息采集终端,终端采集到的数据通过GPRS网络传输。系统实现了谷物标示信息及产地环境信息（温度、湿度、光照、二氧化碳）的自动采集和传输,可作为快速、低成本的谷物追溯系统,为确保谷物质量与安全生产提供一种有效手段。     

基于无线传感器网络的温室光环境调控系统设计

为了解决现有光环境调控系统存在光照度不可调、能耗高、部署困难等问题,该文设计基于无线传感器网络的光环境调控系统。该光环境调控系统以CC2530处理器为核心设计中央控制节点、监测节点、调光节点,采用ZigBee协议实现自组网络、监测数据和控制信号传输。监测节点通过周期监测光合有效辐射值,利用自然光中太阳高度角与红蓝光比例关系,计算当前红蓝光光量子通量密度;利用智能中央控制节点计算其与作物所需目标量的差值,并将其转换为脉宽调制控制信号,通过调光节点控制LED输出亮度,实现LED调光灯输出光量的动态、精确、无线调控。试验检验表明,该系统红蓝光光量子通量密度监测误差小于6%,调控输出光照度相对误差小于3%,可满足多个温室实时、按需、定量光环境调控的需求,具有部署灵活、易扩展、低能耗的特点。     

基于完成端口技术的大面积水域溶解氧含量监测系统设计

针对大面积水域溶解氧含量监测系统,设计了基于C/S模式的监测系统软件架构,应用完成端口通信技术,对监测系统的服务器进行网络通信优化,使其能够承载大量的数据监测客户端,提高实时数据传输的高效性和可靠性。     

基于无线传感器网络的茶园信息采集系统设计

设计了一款应用于茶园信息采集的无线传感器网络节点。使用ATmega128L单片机和nRF905射频芯片作为无线传感器网络节点通信电路。基于此节点硬件平台编写了软件系统,并进行30天的组网实验。实验结果表明,节点能耗小、丢包率低,适合低功耗及长时间使用要求的农业应用场合。     

基于GPRS的作物水分信息远程传输与监测系统设计

为了解决作物水分信息的快速获取和无线远程传输问题,本文以PTM-48M作为数据采集和监测系统,基于GPRS无线传输技术,通过系统集成,提出了的作物水分信息无线远程传输与监测系统。该系统具有实时测定和远程传输功能。阐述了系统的整体结构,并从软硬件两方面描述了系统的设计。     

设施环境无线监控系统的设计与实现

针对设施农业生产环境监控过程中信息监测点和设备控制点分散的情况,设计了一种具有自组织跳转数据传输功能的通用性无线监控系统.以具有ZigBee无线数据传输功能的JN5121模块为核心,设计传感器输入接口和设备控制输出接口,研制实现现场信息的获取和设备控制的前端无线节点;以ARM9为核心扩展多种资源接口作为监控系统主机硬件,在Linux操作系统平台下使用MiniGUI编制监控功能和人机交互界面,通过对前端无线节点的统一协调指挥,完成对环境信息的采集分析和对设备的综合控制.结果表明,系统具有成本低、通用性强、可扩展性强、可靠性高等特点,可方便地应用于温室、大田、养殖等到各种场合的环境监控,从而满足用户的不同需要.     

基于微波传输技术的日光温室无线输电系统设计与试验

为解决日光温室内部传感器驱动电路的供电受有线供电制约的问题,使传感器安装及其供电设计模块化、简单化,该文运用无线输电及微波传输技术,将磁控管CK-620A产生的微波作为温室内传感器驱动电路的供电电源。以所搭建的光伏微波无线电力传输系统为基础,探究从发射端到接收端的传输过程中,植被散射、空间电磁波环境对传输效率的影响。以冬季哈尔滨市12月份一天内不同距离、不同时间段下以黄瓜为主的日光温室为试验对象,测试并分析了其对光伏微波无线电力传输系统接收功率的影响。探究了提高日光温室无线输电系统传输效率的方法,提出了低功率损耗的微波发射源设计方案,给出了理论电路图。试验结果表明,当发射功率500 W时,系统能够对8 m范围内的传感器设备进行有效供电。但距离场源较近的位置,易受散射的影响。采用6?7结构的微带天线,最大辐射方向的增益与采用矩形喇叭天线的方式相比提高了0.28 d B,即天线的定向性要好一些,在0~8 m内接收功率平均可提高1.58 W。     

茶园信息采集无线传感器网络节点设计

针对茶园中所存在的无线通信障碍问题,该文设计了一款适合茶园信息采集的无线传感器网络节点。节点以ATmega128为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,SHT11空气温湿度传感器和TDR-3土壤含水量传感器及其外围电路作为传感器模块,并以该节点为硬件平台编写了通信协议、应用程序和后台管理软件。分析、测试了节点的功耗和通信距离,在空旷地带,节点的有效通信距离达到150 m,与Micaz节点对比室内外通信距离分别提高了200%和150%。在广东省英德茶园基地进行了组网试验测试,结果表明：网络平均丢包率为0.84%,传感器感知精度达到98.2%,能够满足茶园信息采集的应用要求。     

苹果采摘机器人无线数据传输系统

针对解决苹果采摘机器人众多传感器数据采用有线传输,数据线纷繁杂乱、检修不便等问题,以及其直动关节在伸缩过程中对末端执行器传感器数据线容易扯断纠结等具体情况,设计了传感器无线数据传输系统。首先对苹果采摘机器人无线数据传输进行了整体设计,对无线通信模块电路、USB通信电路进行了选型设计,同时设计了部分传感器的信号调理电路;其次为了无线数据实时、可靠的传输,在方法上采取了质效控制措施,并制定了数据传输协议,然后进行了无线数据传输的程序设计,最后通过测试结果验证了传输协议的健壮性,数据传输的高效性,并根据测试结果与系统开销之间进行协调,选取了最优设置参数。该研究为采摘机器人及其他农产品生产机器人数据传输提供了一种无线实现方式和新的实现方案。     

猪舍生态环境监测和清洁控制系统的设计

针对中小型养殖场的实际需求,该文以可编程控制器(programmable logic controller,PLC)为核心控制器,设计了一套生态环境监测和清洁自动控制系统,主要研究了对猪舍内温湿度、氨气浓度等生态环境参数的检测和调控方法。为实现对温度的精确测量,设计了简单的电阻—电压转换电路,并对温敏电阻采用分段线性化措施,使测温精度达到±0.2℃。为实现猪舍内多个区域的环境参数的合理检测,采用了多传感器自适应加权平均融合算法,并给出了该算法的PLC程序设计方法。试验数据表明:采用数据融合算法时,在20℃左右时,猪仔生活区温度测量值的总方差最小值为0.0125,而采用算术平均值时方差为0.8562;在氨气浓度为15 mg/m3左右时,采用数据融合算法时整个猪舍氨气浓度测量值的方差最小值为0.0406,而采用算术平均值时方差为0.9548。这表明采用数据融合算法后,各区域参数测量值的方差远小于采用算术平均时的方差。试验过程中该系统运行可靠,达到了设计目的。该系统结构简单,易安装、调试和维护,成本低,能极大降低工人劳动强度,节省人力,能减少环境污染,特别适合于中小型养殖企业,具有较高的应用价值。     

农田无线传感器网络数据处理服务器的设计与实现

对无线传感器网络采集到的田间信息进行有效的接收、处理是基于无线传感器网络的农田环境监测系统的重要组成部分,该文针对农田无线传感器网络数据采集的特点,对系统的数据处理服务器的构建进行了研究,设计并实现了一个基于非阻塞式Sockets套接口的数据通信服务器。该服务器综合利用静态线程池与I/O复用技术,采用循环队列作为数据缓冲区,较好地解决了农田无线传感器网络对TCP多连接长时间通信,大量田间实时监测数据并发接收、处理性能要求高的问题;采用面向对象设计方法,抽象出类的层次结构,提高了程序代码的复用性。     

无线数据传输在节水灌溉自动控制中的应用

采用自动控制技术实现节水灌溉是当今的发展方向之一。该文给出了节水灌溉自动化系统中的无线数据采集子系统、节水灌溉自动控制子系统、系统控制软件结构设计和抗干扰措施。利用nRF903收/发芯片实现数据的无线传输,采集端将传感器的输出信号进行模数转换,利用无线数字传输技术将数据发送到接收端,在接收端对数据进行存储和显示。该文从硬件和软件两方面描述了系统的设计及实现方法。实践证明,该系统使用灵活,数据传输可靠,更适合不便连线的测试和控制场合应用。     

基于无线传感器网络的农田信息采集节点设计与试验(简报)

研究基于ZigBee协议的无线传感器网络技术,结合嵌入式处理器开发了无线传感器网络节点和汇聚节点。网络节点规则分布在被监测区域,负责采集土壤水分信息,并自组成网,将信息发送给汇聚节点,实现对信息的动态显示和大容量存储;节点天线分别在0.5、1.0、1.5和2.0 m 4个高度下,对小麦苗期、拔节期和抽穗期3个典型的生长时期进行试验,得出无线电信号在小麦不同生长时期,最佳天线高度下的有效传输距离,为无线传感器网络在农业中的应用提供技术支持。