基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的智能灌溉系統研究

對于移動(dòng)或便攜式數據采集測控系統而言，采用無(wú)線(xiàn)數據傳輸是一種較好的選擇方案。由北京捷麥通信器材有限公司生產(chǎn)的SA68D21DL無(wú)線(xiàn)數據報警收發(fā)模塊就是一款可在微機與微機之間，或微機與單片機之間進(jìn)行全雙工遠距離無(wú)線(xiàn)通信的收發(fā)模塊。該模塊還可組成最多65535點(diǎn)的單發(fā)多收或多發(fā)單收形式無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)。其上位機硬件接線(xiàn)電路如圖3所示。

2.5 電源

在該系統中，SA68D21DL為較高電壓器件，電壓要求為6 V，為了與之接口，AT89S51也工作在6 V(AT89C2051是寬電壓器件)電壓下。該系統用+6 V電源供電，可以通過(guò)支流穩壓電源得到，考慮干擾與系統穩定，建議用干電池供電。

3 主控系統

在該系統中，控制主機作為連接Internet網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )之間的協(xié)議轉換網(wǎng)關(guān)。其硬件采用致遠電子公司MiniARM嵌入式工控模塊。MiniISA系列采集板卡采用智能型板卡結構，即在板卡上內置MCU。板載MCU對板卡上I／O端口進(jìn)行控制，實(shí)現I／O數據的緩存，從而降低板卡對于MiniISA接口主機的依賴(lài)，節省主機處理數據的時(shí)間，保證MiniISA系統更加高效的運行。此外板載MCU可以對采集的數據或者輸出數據進(jìn)行進(jìn)一步的處理。系統電路圖如圖4所示。

3.1 MiniISA-8016A數字量輸入繼電器輸出板卡

MiniISA-8016A是一款用于MiniISA總線(xiàn)的繼電器輸出和隔離數字量輸入卡，該卡提供8路隔離數字量輸入，在噪聲環(huán)境下為采集數字量提供1 500 VDC的隔離保護；它帶有8個(gè)繼電器，可以用作開(kāi)／關(guān)控制設備或小型電力開(kāi)關(guān)；此外它還帶有2個(gè)可由用戶(hù)自定義的隔離脈寬調制PWM輸出。

3.2 MiniISA-GMT05001人機界面板卡

MiniISA-GMT05001是一款基于MiniISA總線(xiàn)的人機界面板卡，適用于任何具有MiniISA總線(xiàn)主控電路的底板上。

采用5.7英寸、分辨率為320×240的單色屏，支持觸摸屏操作功能，提供了六個(gè)按鍵輸入。通過(guò)操作MiniISA總線(xiàn)完成相應的顯示和按鍵功能。

3.3 MiniISA GPRS無(wú)線(xiàn)數傳設備MiniISA-WG23

MiniISA-WG23是基于GPRS網(wǎng)絡(luò )的智能型無(wú)線(xiàn)數傳設備(DTU)，具有MiniISA并行接口，能夠方便地嵌入到用戶(hù)的設備中，提供透明的數據傳輸功能，可以方便地實(shí)現無(wú)線(xiàn)的數據傳輸。

4 遠程控制系統

遠程控制系統主要設計GPRS通信系統、GPRS與Internet網(wǎng)絡(luò )接入系統、監控中心主機友好界面顯示控制系統。這一部分硬件部分可以應用現有的移動(dòng)公司與電信等互聯(lián)網(wǎng)資源，軟件考慮成本和專(zhuān)業(yè)功能可以自主開(kāi)發(fā)，建議應用現有遠程軟件，如《波爾遠程控制》軟件、湖南省遠程監控設備有限公司的RC-2000可視化遠程控制軟件系統。

5 水泵電機驅動(dòng)電路

考慮強電弱電隔離作用，水泵供電系統可以考慮與整個(gè)系統分開(kāi)設計。利用系統板上的繼電器控制電機電源即可實(shí)現，電路如圖5所示。

6 系統軟件設計

系統軟件包括兩大部分：傳感器網(wǎng)絡(luò )接點(diǎn)系統程序與主機控制系統程序。

6.1 采集系統程序

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)系統程序由主程序、數據采集子程序、與上位機通信的子程序等部分組成。這里介紹主程序的設計框圖。

6.2 通信協(xié)議研究