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分布式温室环境监测与控制系统(山东工商学院)

专家
2014-03-10 19:48:31    评分

作者:山东工商学院 李惠彬 王如雪 刘锐

指导教师:隋金雪


  作品简介


一对多通信。


   设计说明

  设计原理:

  该系统的主控制核心是STM32F103芯片,用TFT7寸显示屏作为显示单元,加载UCGUI图形驱动程序。用TF卡、经USB与电脑进行有线通信,移植FTA文件系统对TF卡内的文件进行操作,这样可以存储超过100000个数据节点数据量。该系统还包含一个SIM900a模块作为通信口,用来远程控制系统和获取当前节点的数据信息等

  下面是我们的主控制电路板原理图:

  图1—1

  主控板的PCB样板图

  图1-2

  实物图:

  图1-3

  主控的工作流程:

  主控制器程序集成了UCGUI的图形界面操作系统,FAT文件系统、用到USB硬件接口与电脑进行通信,我们将采集到的数据存储在TF卡的指定文件内,然后通过USB将TF卡作为U盘挂载在电脑上,这样我们可以像操作电脑上的文件一样对我们采集到的数据进行存储、处理分析等。

  显示部分是采用7寸液晶触摸屏,具有实时显示当前节点的数据,还设的状态,也可3组分别同时更改其状态。有48个按键矩阵,与48个阀门开关相对应,可单独手动更改每个阀门

  主控还控制着网络的组建功能,节点申请加入其网络,进行网络的传输管理等功能,这样可实现数据的有条传输。

  主控可根据接收到的指定短信内容对我们的系统进行操作,实现了节点信息请求,阀门状态请求与更改,还有采集时间修改的基本功能。

  采集节点的原理图:


  图1-4

  采集节点PCB板:

  图1-6

  节点工作:

  节点采用TI的MSP430G2553作为主控芯片,该芯片是16位单片机,外设资源丰富,最重要的的该芯片具有低功耗模式。所以用在我们的节点采集系统中是非常合适的。节点的供电采用电池加太阳能的供电方式,以满足全天候的工作要求。

  空气温度采集我们采用TH11传感器来获取,土壤温度采用防水DS18B20温度传感器,土壤湿度采用叉式的传感器经AD计算得到。

  与主控的传输用TI的无线CC2500芯片实现组网传输数据。

  强弱电接口原理:

  图1-7

  强弱电接口PCB:

  图1-8

  实物图:

  图1-9

  工作原理:

  主控芯片通过串口将控制矩阵信号发送给相应的继电器控制电路核心,控制电路核心将收到的数据进行分析处理,并将数据转换成对应的控制信号,控制开关电路的开合。

  系统整体图示:

  图2-0





关键词: 环境监测     控制系统     USB    

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