嵌入式以太網(wǎng)在農(nóng)田信息遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著以太網(wǎng)(Ethernet)在諸多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多原本獨立的設(shè)備和系統(tǒng)開始與Internet互聯(lián)，使越來越多的信息資源共享成為可能?；谇度胧揭蕴W(wǎng)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就為這種信息資源的共享提供了物質(zhì)手段。
　　 針對農(nóng)田信息遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的實際需求，并針對偏遠(yuǎn)無GPRS或GPRS信號微弱地區(qū)，本文設(shè)計了一個基于嵌入式以太網(wǎng)的農(nóng)田信息遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括由大量隨機(jī)分布在農(nóng)田中的傳感器節(jié)點和負(fù)責(zé)接收農(nóng)田信息的基站，以及遠(yuǎn)端上

2、位機(jī)監(jiān)測平臺組成。系統(tǒng)采用自定義自組網(wǎng)協(xié)議組成了一個平面網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將傳感器節(jié)點功能分離，一部分負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，主要包括土壤水分、土壤溫度、空氣溫度、空氣濕度、大氣壓力、光照強(qiáng)度、風(fēng)速、風(fēng)向、CO2濃度、降雨量、蒸發(fā)量等，本文主要介紹了空氣溫濕度以及土壤溫度的采集;另一部分負(fù)責(zé)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的路由，最終將數(shù)據(jù)傳輸至基站，大大提高了系統(tǒng)的可靠性并擴(kuò)展了數(shù)據(jù)的無線傳輸距離。基站中微控制器與以太網(wǎng)控制模塊連接組成結(jié)構(gòu)簡單輕便的單板機(jī)模塊，利用光

3、纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)其與Internet的互聯(lián)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計算機(jī)設(shè)備，使得硬件系統(tǒng)得以簡化，且具有易于搬運、低功耗、系統(tǒng)維護(hù)方便、預(yù)防偷盜等特點。將此系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)田管理系統(tǒng)中，工作人員無需時刻值守在農(nóng)田里，在遠(yuǎn)離現(xiàn)場的辦公室中就可以對農(nóng)田信息進(jìn)行監(jiān)控，比用現(xiàn)場計算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測更為適合。
　　 每個傳感器節(jié)點均由傳感器模塊、MCU(MicroControlUnit)、無線收發(fā)模塊、串行通信模塊、電源模塊以及I/O輸入輸出模塊等組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)

4、的采集和無線傳輸。
　　 基站則是由無線收發(fā)模塊、MCU、以太網(wǎng)控制模塊、串行通信模塊、電源模塊以及I/O輸入輸出模塊等組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收和以太網(wǎng)傳輸?；局蠱CU驅(qū)動以太網(wǎng)控制器，使之運行TCP傳輸協(xié)議以完成數(shù)據(jù)與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間Internet傳輸。
　　 系統(tǒng)硬件設(shè)計部分主要介紹了以下五個模塊:中央處理模塊、電源模塊、以太網(wǎng)控制模塊、傳感器模塊以及無線收發(fā)模塊。軟件設(shè)計部分則主要包括:嵌入式以太網(wǎng)系統(tǒng)的軟件設(shè)計、傳