基于NB-IoT通信的智能温室监控系统
发布时间：2021-09-11 17:47
随着物联网技术与产业的蓬勃发展,智慧农业越来越被关注,应用前景广阔。设计了一种基于NB-IoT通信的智能温室监控系统,包括底层模块、监控节点和管理监控中心。给出了系统技术方案的整体架构和具体的软件硬件设计。测试实验表明,系统通信网络运行良好,温湿度等环境监控指标能够满足农业生产要求,设计的系统获得了比较满意的性能。
【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
系统结构框图
主控电路包含了单片机最小系统,主控芯片采用stm32F10系列单片机,工作电压为2.0 V～3.6 V,内部时钟可达72 MHz,保证了数据的实时性[5]。由于系统可能需要多个检测点,每个点的相关数据都要汇集给监控节点,考虑现场实际,数据采集模块与监控节点之间采用RS485总线通讯,作为底层的数据采集模块,RS485具有良好的可移植性[6]。由于单片机引脚输出为TTL信号,因此数据采集模块中采用SP3485芯片实现TTL转RS485通讯。在实际工程中,RS485通讯介质采用双绞线用来增强抗干扰能力。如图2所示RS485电路。控制模块是由主控电路、继电器模块、GPRS通讯模块组成。主控电路同样包含了单片机最小系统,为设计方便,主控芯片统一采用stm32F10系列单片机。为了考虑到环境参数需要及时控制这一需求,控制模块采用GPRS通讯,通过GPRS网络将指令传送到控制模块,运行相关设备,实现远程控制[7]。其中GPRS通讯模块采用SIM800C芯片,如图3所示。其中,UART1_TXD和UART1_TXD与主控芯片串口相连接,主控芯片通过发送AT指令以完成SIM800C通讯模块与服务器相连接通讯,进而接收控制指令完成远程控制。SIM_DET、SIM_DATA、SIM_CLK、SIM_RST、SIM_VDD用来连接SIM卡电路。继电器模块通过主控芯片的I/O口控制三极管以驱动继电器动作从而控制相关执行机构。继电器与单片机之间加入光电耦合器(4N25)用以提高继电器电路的抗干扰能力。
控制模块是由主控电路、继电器模块、GPRS通讯模块组成。主控电路同样包含了单片机最小系统,为设计方便,主控芯片统一采用stm32F10系列单片机。为了考虑到环境参数需要及时控制这一需求,控制模块采用GPRS通讯,通过GPRS网络将指令传送到控制模块,运行相关设备,实现远程控制[7]。其中GPRS通讯模块采用SIM800C芯片,如图3所示。其中,UART1_TXD和UART1_TXD与主控芯片串口相连接,主控芯片通过发送AT指令以完成SIM800C通讯模块与服务器相连接通讯,进而接收控制指令完成远程控制。SIM_DET、SIM_DATA、SIM_CLK、SIM_RST、SIM_VDD用来连接SIM卡电路。继电器模块通过主控芯片的I/O口控制三极管以驱动继电器动作从而控制相关执行机构。继电器与单片机之间加入光电耦合器(4N25)用以提高继电器电路的抗干扰能力。2.2 监控节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NB-IoT的智慧井盖监测系统设计与实现[J]. 朱代先,王力立,刘冰冰,孙小婷,胡齐涛,刘刚. 计算机测量与控制. 2019(10)
[2]基于“互联网+”分析我国智慧农业气象服务的发展前景[J]. 张晓静,姚继东. 农业工程技术. 2019(21)
[3]基于RS 485总线的土壤温湿度集成传感器[J]. 刘信宏,解鲁旭,赵祺,陶亮,侯振华. 物联网技术. 2019(06)
[4]基于NB-IOT的农业环境监控系统设计[J]. 潘磊磊,张桂青,田崇翼,王兆进,谭坤. 电子设计工程. 2019(01)
[5]基于GPRS技术的水产养殖监控系统设计与实现[J]. 徐雪峰,李园园. 计算机时代. 2018(12)
[6]基于NB-IoT和Stm32的温室大棚环境多点监测系统[J]. 周东晖,张凌云,陈明晖,毛莉程,程万胜. 辽宁科技大学学报. 2018(05)
[7]基于NB-IoT技术的智能温室大棚温湿度检测系统[J]. 赵远超,赵建平,田全利,勾宝同,李晓慧. 电子技术. 2018(07)
[8]基于NB—IoT的农产品储运测控系统设计[J]. 王钧. 中国农机化学报. 2018(04)
[9]基于ZigBee与Modbus的智能农业灌溉系统[J]. 孟一飞,谢堂健,杨文慧,刘丽萍. 物联网技术. 2017(10)
[10]基于NB-IoT技术的道路照明智能控制系统[J]. 叶炜,吕伟,洪宽,穆志洋. 照明工程学报. 2017(05)
硕士论文
[1]基于NB-IoT的现代农业物联网监测节点的研究与应用[D]. 郭健.扬州大学 2019
本文编号：3393441
【文章来源】：自动化与仪器仪表. 2020,(09)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
系统结构框图
主控电路包含了单片机最小系统,主控芯片采用stm32F10系列单片机,工作电压为2.0 V～3.6 V,内部时钟可达72 MHz,保证了数据的实时性[5]。由于系统可能需要多个检测点,每个点的相关数据都要汇集给监控节点,考虑现场实际,数据采集模块与监控节点之间采用RS485总线通讯,作为底层的数据采集模块,RS485具有良好的可移植性[6]。由于单片机引脚输出为TTL信号,因此数据采集模块中采用SP3485芯片实现TTL转RS485通讯。在实际工程中,RS485通讯介质采用双绞线用来增强抗干扰能力。如图2所示RS485电路。控制模块是由主控电路、继电器模块、GPRS通讯模块组成。主控电路同样包含了单片机最小系统,为设计方便,主控芯片统一采用stm32F10系列单片机。为了考虑到环境参数需要及时控制这一需求,控制模块采用GPRS通讯,通过GPRS网络将指令传送到控制模块,运行相关设备,实现远程控制[7]。其中GPRS通讯模块采用SIM800C芯片,如图3所示。其中,UART1_TXD和UART1_TXD与主控芯片串口相连接,主控芯片通过发送AT指令以完成SIM800C通讯模块与服务器相连接通讯,进而接收控制指令完成远程控制。SIM_DET、SIM_DATA、SIM_CLK、SIM_RST、SIM_VDD用来连接SIM卡电路。继电器模块通过主控芯片的I/O口控制三极管以驱动继电器动作从而控制相关执行机构。继电器与单片机之间加入光电耦合器(4N25)用以提高继电器电路的抗干扰能力。
控制模块是由主控电路、继电器模块、GPRS通讯模块组成。主控电路同样包含了单片机最小系统,为设计方便,主控芯片统一采用stm32F10系列单片机。为了考虑到环境参数需要及时控制这一需求,控制模块采用GPRS通讯,通过GPRS网络将指令传送到控制模块,运行相关设备,实现远程控制[7]。其中GPRS通讯模块采用SIM800C芯片,如图3所示。其中,UART1_TXD和UART1_TXD与主控芯片串口相连接,主控芯片通过发送AT指令以完成SIM800C通讯模块与服务器相连接通讯,进而接收控制指令完成远程控制。SIM_DET、SIM_DATA、SIM_CLK、SIM_RST、SIM_VDD用来连接SIM卡电路。继电器模块通过主控芯片的I/O口控制三极管以驱动继电器动作从而控制相关执行机构。继电器与单片机之间加入光电耦合器(4N25)用以提高继电器电路的抗干扰能力。2.2 监控节点
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于NB-IoT的智慧井盖监测系统设计与实现[J]. 朱代先,王力立,刘冰冰,孙小婷,胡齐涛,刘刚. 计算机测量与控制. 2019(10)
[2]基于“互联网+”分析我国智慧农业气象服务的发展前景[J]. 张晓静,姚继东. 农业工程技术. 2019(21)
[3]基于RS 485总线的土壤温湿度集成传感器[J]. 刘信宏,解鲁旭,赵祺,陶亮,侯振华. 物联网技术. 2019(06)
[4]基于NB-IOT的农业环境监控系统设计[J]. 潘磊磊,张桂青,田崇翼,王兆进,谭坤. 电子设计工程. 2019(01)
[5]基于GPRS技术的水产养殖监控系统设计与实现[J]. 徐雪峰,李园园. 计算机时代. 2018(12)
[6]基于NB-IoT和Stm32的温室大棚环境多点监测系统[J]. 周东晖,张凌云,陈明晖,毛莉程,程万胜. 辽宁科技大学学报. 2018(05)
[7]基于NB-IoT技术的智能温室大棚温湿度检测系统[J]. 赵远超,赵建平,田全利,勾宝同,李晓慧. 电子技术. 2018(07)
[8]基于NB—IoT的农产品储运测控系统设计[J]. 王钧. 中国农机化学报. 2018(04)
[9]基于ZigBee与Modbus的智能农业灌溉系统[J]. 孟一飞,谢堂健,杨文慧,刘丽萍. 物联网技术. 2017(10)
[10]基于NB-IoT技术的道路照明智能控制系统[J]. 叶炜,吕伟,洪宽,穆志洋. 照明工程学报. 2017(05)
硕士论文
[1]基于NB-IoT的现代农业物联网监测节点的研究与应用[D]. 郭健.扬州大学 2019
本文编号：3393441
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/3393441.html
