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智慧農業

智能溫室系統設計開發


現代溫室自動控制系統可測量風速、風向、濕度、溫度、光照、氣壓、雨量、太陽紫外線、太陽輻射量、土壤溫濕度等農業環境要素,根據溫室植物生長要求,自動控制開窗、卷膜、風機濕簾、生物補光、灌溉施肥等環境控制設備,自動調控溫室內環境,達到適宜植物生長的范圍,為植物生長提供最佳環境。

溫室是指在不適宜植物生長的季節,能提供對植物生長所需溫度、濕度、二氧化碳及植物生長所需水分,從而增加瓜果蔬菜產量。a.溫度因素:植物只有在一定的溫度范圍內才能夠生長,它可以影響光合、呼吸、蒸騰等代謝過程,也可以通過影響有機物的合成和運輸等代謝過程來影響植物的生長,還可以直接影響土溫、氣溫,通過影響水肥的吸收和輸導來影響植物的生長。由于參與代謝活動的酶的活性在不同溫度下有不同的表現,所以溫度對植物生長的影響也具有最低、最適和最高溫度三基點,植物只能在最低溫度與最高溫度范圍內生長,如果在最適溫度下,植物體內的有機物消耗過多,植株反倒長得細長柔弱。b.濕度因素:空氣濕度的大小影響植物氣孔的開閉,空氣濕度過大或過小都會導致氣孔關閉,植物氣孔關閉,CO2不能進入葉肉細胞,光合作用減慢甚至停止。濕度過大有利于病菌的繁殖,大多數真菌孢子的萌發、菌絲的發育都需要較高濕度,過低有利于蟲害的的發生,比如紅蜘蛛等螨類的發生一般在高溫低濕的環境中。c.二氧化碳因素:CO2是光合作用的必需物質,光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝,一切生物的生命活動都直接或間接地依賴于光合作用制造的有機物和固定的太陽能。呼吸作用分有氧呼吸和無氧呼吸。無氧呼吸可生成酒精或乳酸,有氧呼吸生成是CO2和H2O,二者都能釋放能量。植物的光合作用為呼吸作用提供了物質基礎,呼吸作用為光合作用提供了能量和原料,它們二者是相互依存、相互對立的兩個過程,共處于一個統一體中,沒有光合作用合成的有機物,就不可能有呼吸作用與氧反應被分解的有機物,沒有光合作用釋放出的O2,空氣中也不可能有持續足夠供給生物呼吸的O2,如果沒有呼吸作用釋放的能量,光合作用也無法進行,且呼吸作用釋放的CO2也是光合作用的原料之一。d.水分因素:植物對與水分在植物生長的不同階段有著不同的需求,如番茄和辣椒在育苗期需足夠的水分來對植物進行補充,而到結果以后就需少量的水分如果水分過大會導致結果以后果實腐爛所以水分的多少對植物生長有至關重要的作用,不容忽視。

智能溫室大棚系統設計

一、智能溫室系統架構組成

智能溫室大棚系統分3大部分:數據采集部分、數據傳輸部分、控制部分。

1.1數據采集部分

(1)溫度傳感器:該傳感器采用3大模塊組成:a.溫度傳感器模塊,精度等級在±0.5℃;b.單片機系統模塊;c.無線發送模塊;d.超長待機電池。

(2)濕度傳感器:該傳感器采用3大模塊組成:a.濕度傳感器模塊,采用美國進口的SHT11模擬頭,精度等級在土3%RH;b.單片機系統模塊;c.無線發送模塊;d.長待機電池。

溫濕度傳感器模塊檢測到現場的溫度數據后,將數據交由單片機處理,單片機直接將接受到傳感器數字信號處理,最終驅動無線發送模塊將數據無線發出。每只傳感器都帶有一個ID號,而此ID號是有24位的字母、數字組成,可以實現無限的序號組合,即可實現全球唯一ID號;每只標簽的ID號與其所在的位置是相對應的,這個可以在系統建數據庫時,位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時,系統即會知道該標簽是處于:第幾號溫室?那個位置段?如該標簽測量的數據較高時,系統就會知道具體的位置。此無線溫度傳感器的傳輸距離可達120米。

(3)CO2傳感器:該傳感器采用紅外光譜形式,0-2000PPM的量程能滿足植物研究的所有需求。傳感器對科研型溫室高溫、高濕不敏感。

(4)降雨感知傳感器:主要用于探測是否有降雨,該產品具有判斷降雨和結露的不同情況,具有工作可靠,價格便宜等特點。

(5)土壤濕度傳感器:采用水利部認證傳感器,該傳感器采用先進的“時域反射原理”,桿式設計,感應部分48cm,適用于測量任何類型土壤的體積含水量,測量精確,性能穩定可靠。

(6)水暖水溫傳感器與土壤溫度傳感器:一致性好,精度高,密封性好。

(7)液面濕度傳感器:主要測量植物表面的葉面蒸發程度及植物表面的濕度情況,適用于高檔花卉。例:一品紅,該系列傳感器適用于農業、園林、氣象、環保等領域對溫度和濕度的測量,經過絕緣封裝等加工工藝,可在高溫高濕等惡劣環境中長期穩定地工作。

(8)雨量傳感器:本儀器反斗部件翻轉靈敏,性能穩定,工作可靠。承雨口采用不銹鋼皮整體沖拉而成,光潔度高,滯水產生的誤差小。儀器外殼用不銹鋼制成,防銹能力強,外觀質量佳。

(9)風速風向傳感器:“風速風向傳感器”內部裝有精密旋轉運動部件,這些機械部件的穩定性非常好,能在惡劣環境下保持傳感器的測量精度,外殼高強度特殊工程塑料具有極好的抗紫外老化作用。

以上的諸多品種傳感器,可直接安放在溫室內,或溫室外。其中最為常用的傳感器為溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器,在本系統中針對此3種傳感器,我們采用無線的傳輸方式,用無線模塊將數據送至無線路由器。其他種類傳感器因考慮用量較少,用無線傳輸方式成本較高,暫時用有線傳輸數據。傳感器與其所在的位置是相對應的,這個可以在系統建數據庫時,位置綁定在該ID號的信息中。即當系統讀取到序號為“1234567”的ID號時,系統即會知道該標簽是處于:第幾號溫室?那個位置段?如該標簽測量的數據較高時,系統就會知道具體的位置。

1.2數據傳輸部分

無線路由器:識讀標簽;微波2.4~2.5GHz微波頻段;吊掛式或固定支架安裝,防塵防水,與標簽的讀寫距離0~300米。無線路由器的信號覆蓋到無線傳感器的接收范圍內時,路由器即能采集到標簽過來的數據信息;因現場需要檢測不同位置的環境,會安裝較多的傳感器,路由器接收的數據具備冗長性,通過數據融合,將多個無線傳感器數據整理成更精準的數據,無線發送給協調器;路由器除接收并發送無線傳感器的數據外,還可以作為其他路由器的上位路由,其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。

無線協調器:識讀中繼器,接收中繼傳送過來的信息,并將數據用串口上傳工控機;識別距離0~300米可調;微波2.4~2.5GHz頻段;吊掛式或固定支架安裝,工業RS485串口,防塵防水。協調器是最終連接電腦的設備,它前端采集路由數據,后端向電腦傳送數據。當現場數據較大,較多時,亦不會產生數據的擁堵。

1.3控制部分

智能溫室系統如圖1所示。

圖1 智能溫室系統

(1)工控機:采用工業PC機,較強的功能與性能,具備工業級別的串口通訊、I/O口輸入輸出。內置強大的軟件控制功能:穩定的數據采集、基于實際應用的數據分析、專家數據庫、精準的控制邏輯。

(2)PLC控制:采用西門子公司的S7系列PLC;多路穩定的I/O控制、工業級別的串口通訊、精準的控制時序。

(3)驅動控制:電機、氣缸、電磁閥;

(4)現場執行單元:內遮陽、外遮陽、頂開窗、側開窗、濕簾外開窗、濕簾水泵、濕簾風機、2組風機、內循環風機、補光燈、噴霧、微噴等設備。

二、智能溫室系統原理

智能溫室環境控制中最重要的4個參數:空氣溫度、空氣濕度、土壤溫度、光照度。根據溫室大棚內的溫濕度、土壤水分、土壤溫度等傳感器采集到的信息,接到上位計算機上進行顯示、報警、查詢。監控中心將收到的采樣數據以表格形式顯示和存儲,然后將其與設定的報警值相比較,若實測值超出設定范圍,則通過屏幕顯示報警或語音報警,并打印記錄。

溫室數據執行流程如圖2所示。

圖2 溫室數據執行流程圖

2.1空氣溫度控制

(1)現場數據采集:在溫室內安放多個無線傳感器,因傳感器無線發送數據,所以不用擔心布線的繁雜,可以將傳感器安放在溫室內的任何一個地方,并且可以隨意地調整位置。傳感器還內存有ID號,每個傳感器的ID是全球唯一,是代表該傳感器的身份。傳感器安放好后,傳感器的ID號、采集的數據、所在位置等信息會一并傳給路由器。

一般把一天分為午前、午后、前半夜和后半夜4個時段來進行溫度調節。午前以促進光合作用、增加同化量為主;午后光合作用呈下降趨勢;日落后以促進體內同化物的運轉;夜溫以抑制呼吸、減少消耗、增加積累;傳感器內置單片控制系統,因此可以設置傳感器檢測和外發數據的周期,就可以設置傳感器外發數據的周期為1次/小時、1次/分鐘、或1次/30秒等,一來可以根據現場的實際需求而定,二來可以為傳感器節省電能,使用的時間更長久。

(2)數據傳輸:傳感器將采集到的數據無線發送給室內的路由器,路由器接收并轉化傳感器的數據,標簽是利用電磁波形式傳遞數據,路由接收后,解調該數據。在同一時間會有多個標簽向路由發送數據,路由會將接收到的數據進行融合,整理成較精準的數據發出。如:路由器除接收并發送無線傳感器的數據外,還可以作為其他路由器的上位路由,其他路由可以借此路由進行與協調器的通訊。協調器是最終連接電腦的設備,它前端采集路由數據,后端向電腦傳送數據。

(3)控制時序:A、溫度高于標準值:每種植物都有不同的溫度生長曲線,植物在不同的時間段都會有不同的適宜生長溫度,如在每一天中,植物對于溫度的需求就有4種,這是因為其處于不同的時段,會有不同的轉化機能。當溫室內的空氣溫度高于標準值時,系統會自動比較在某時段標準值與實際值的差異,進而來控制不同設備進行降溫。如:ID號為“123456789”的傳感器,檢測到現場的溫度數據為35.4℃時,數據經由無線路由,無線協調器,最終將數據上傳給工控機。系統為保證該溫度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0-90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值27℃,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度高8.4℃,即會控制降溫設備開啟。

控制降溫設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0-99秒可調)判斷當前溫度值不能降低到目標值時,會順序開啟降溫設備;當現場溫度與目標溫度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。天窗:分段開啟頂開窗系統;通過室外自然溫室調整溫室內的溫度,依此原理,直至頂開窗系統為100%。側窗:再分段開啟側窗通風系統;依此原理,直至側開窗系統為100%。強制降溫過程:自然通風不能降低溫室內的溫度時,系統自動關閉自然通風相關設備,采用強制通風的方式來控制室內溫度。延時后,關閉天窗,其次關閉側窗。濕簾外翻窗:開啟濕簾外翻窗。一組風機:開啟第一組風機。濕簾水泵:開啟濕簾水泵。二組風機:開啟第二組風機。循環風機:

在一定的時間內判斷當溫室內的溫度不均勻時,開啟循環風機。噴林或噴霧:開啟屋頂噴淋系統。報警:判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟溫度過高報警,提示用戶需增加降溫設備。系統會時時檢測現場溫度,當現場溫度趨于目標溫度時,系統即關閉降溫設備。

B、溫度低于標準值:如:ID號為“123456789”的傳感器,檢測到現場的溫度數據為20℃時,線路由,無線協調器,最終將數據上傳給工控機。系統為保證該溫度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0-90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值27℃,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度低7℃,即會控制升溫設備開啟。控制升溫設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0-99秒可調)判斷當前溫度值不能升溫到目標值時,會順序開啟升溫設備;當現場溫度與目標溫度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。內遮陽保溫幕:拉下內遮陽保溫幕,不使室內溫度外泄。外遮陽幕:若外界光照較強,可打開外遮陽幕,通過光照升溫。熱風爐、水暖空調、暖氣:打開加熱裝置,是室內溫度升溫。報警:判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟溫度過高報警,提示用戶需增加降溫設備。系統會時時檢測現場溫度,當現場溫度趨于目標溫度時,系統即關閉升溫設備。

2.2空氣濕度控制

(1)濕度高于標準值:如:ID號為“123456789”的傳感器,檢測到現場的濕度數據為80%RH時,數據經由無線路由,無線協調器,最終將數據上傳給工控機。系統為保證該濕度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值65%RH,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度高15%RH,即會控制除濕設備開啟。控制除濕設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0~99秒可調)判斷當前濕度值不能降低到目標值時,會順序開啟除濕設備;當現場濕度與目標濕度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。側窗:分段開啟側窗通風系統,進行除濕,依此原理,直至側開窗系統為100%。除濕機控制:開啟除濕機進行除濕。報警:判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟濕度過高報警,提示用戶需增加除濕設備。系統會時時檢測現場濕度,當現場濕度趨于目標溫度時,系統即關閉除濕設備。

(2)濕度低于標準值:如:ID號為“123456789”的傳感器,檢測到現場的濕度數據為40%RH時,數據經由無線路由,無線協調器,最終將數據上傳給工控機。系統為保證該濕度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0-90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值65%RH,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度低15%RH,即會控制加濕設備開啟。控制加濕設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0-99秒可調)判斷當前濕度值不能升到到目標值時,會順序開啟加濕設備;當現場濕度與目標濕度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。加濕機控制:開啟加濕機進行加濕。需設置相應的目標值,系統就會自動運行。判斷時間保證了不是判斷瞬間濕度值的超標,而是判斷濕度整體趨勢的變化;在一定的時間內濕度值都超標,才啟動控制條件。穩定判斷時間保證溫室設備啟動后,不判斷瞬間達到目標值,而是穩定一段時間后才判斷。避免了控制條件很快反復上升;也避免設備電機頻繁啟動,從而更好地保護電機。報警:判斷溫度降不到目標值,則計算機會開啟濕度過高報警,提示用戶需增加除濕設備。系統會時時檢測現場濕度,當現場濕度趨于目標溫度時,系統即關閉加濕設備。

2.3土壤溫度控制

(1)現場數據采集:在溫室內安放多個有線傳感器,傳感器時時地通過線纜向電腦發送數據。

(2)控制時序:土壤溫度低于標準值:該傳感器是數字傳感器,內存有0-99的ID號,現場變送出數字信號傳送給電腦。現場的溫度數據為15℃時,系統為保證該濕度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0-90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值25℃,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度低10℃,即會控制升溫設備開啟。控制升溫設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0-99秒可調)判斷當前濕度值不能提高到目標值時,會順序開啟升溫設備;當現場溫度與目標溫度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。內遮陽保溫幕:拉下內遮陽保溫幕,不使室內溫度外泄。外遮陽幕:若外界光照較強,可打開外遮陽幕,通過光照升溫。熱風爐、水暖空調、暖氣:打開加熱裝置,是室內溫度升溫。報警:判斷溫度升不到目標值,則計算機會開啟溫度過低報警,提示用戶需增加升溫設備。系統會時時檢測現場溫度,當現場溫度趨于目標溫度時,系統即關閉升溫設備。

2.4光照度控制時序

光照度低于標準值:每種植物都有不同的溫度生長曲線,植物在不同的時間段都會有不同的適宜生長光照度,如在每一天中,植物對于光照度的需求就有多種,這是因為其處于不同的時段,會有不同的轉化機能。當溫室內的光照度高于標準值時,系統會自動比較在某時段標準值與實際值的差異,進而來控制不同設備進行調整。如:ID號為“123456789”的傳感器,檢測到現場的光照度數據為50lux時,數據經由無線路由,無線協調器,最終將數據上傳給工控機。系統為保證該光照度值不是瞬間的值,會在第一次接收到該ID號的數據后延時0~90秒,再取值比較,借以準確的判斷該值是一個趨勢值。系統會調出在該段時間的標準值300lux,并與現場數據比對,判斷比現場的溫度低250lux,即會控制設備開啟調控。控制光照設備的開啟順序:系統在一定的時間內(0~99秒可調)判斷當前光照值不能升到目標值時,會順序開啟補光設備;當現場光照度與目標光照度相差較大時,系統控制跳躍開啟其中的某項設備。外遮陽幕打開:徐緩的打開外遮陽棚,使室外的陽光能照射進來。內遮陽幕打開:打開外遮陽棚,使室外的陽光能照射進來。補光燈:打開補光燈,進行補光。報警:判斷光照度降不到目標值,則計算機會開啟光照度過高報警,提示用戶需增加光照度設備。系統會時時檢測現場光照度,當現場光照度趨于目標溫度時,系統即關閉光照設備。

2.5風速對外拉幕的保護

當室外風速超過保護值時,則系統自動啟動外拉幕的風速保護功能。條件級別保證外拉幕在非正常情況下(例:大風),優先自動收攏外拉幕,避免外拉幕遭到毀滅性破壞。判斷時間保證了不是判斷瞬間風的超標,而是判斷風整體趨勢的變化;在一定的時間內風都超標,才啟動控制條件。穩定判斷時間保證溫室設備啟動后,不判斷瞬間達到目標值,而是穩定一段時間后才判斷。避免了控制條件很快反復上升;也避免設備電機頻繁啟動,從而更好地保護電機。

2.6風向及風速對天窗的保護

大風、雨雪保護:系統不是判斷瞬間風速的超標,而是判斷風整體趨勢的變化,以進行大風時關閉通風窗的保護。風向傳感器能判斷出是迎風還是背風,以進行不同級別的保護。

2.7CO2施肥

通過定時控制設置,可設多組CO2施肥時間規律的選擇。

2.8專家數據庫

系統內置最新的農業專家數據庫,根據不同作物的生產特性和要求可以自動調用相對應的最佳控制方案和參數。

2.9數據報表、繪制曲線

記錄的數據可以導出“EXECL”報表,同時可以生成全日、全周、全月的變化趨勢曲線圖。

智能溫室方案公司

三、智能溫室終端

3.1GSM無線短信報警功能

系統可實現“GSM無線短信報警”,可以將“溫室的報警信息”以短信的方式迅速發到相關人員的“手機或PDA”上,請求人工干預。不同的溫室、不同的管理員手機號,均可以通過靈活地設定將他們組合關聯起來。因此,任何一個溫室出現報警都能迅速發到和該溫室相關的一人或多人的手機上。

3.2遠程監控功能

通過連接寬帶互聯網,可以實現互聯網遠程登陸訪問功能,方便異地監控。

該系統立足物聯網的ZigBee應用技術,實時遠程獲取溫室內部的空氣溫度濕度、土壤水分與溫度、CO2濃度、光照強度、室外氣象等參數及視頻圖像,通過模擬分析,可以自動控制溫室濕簾風機、噴淋灌溉、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備,保證溫室內環境適宜作物生長。同時,系統還可以通過手機、PDA、計算機等信息終端向管理者推送實時監測及報警信息實現溫室智能化遠程管理,提高經濟效益,達到綠色節能目的。

四、基于藍牙技術的溫室環境監測系統設計

藍牙技術的組成部分主要有,無線傳感器、收集模塊和監測核心,組成部分之間通過對信息的收集,形成對信息的傳播;傳統的溫室控制系統中,對測試點的要求就是需要控制到接觸點的方式和位置,增強抗擾能力、穩定T作性能,保證溫室內的濕度達到標準,滿足其需要的光照程度。溫室中有大量的傳感器及具體操作結構組織,這些設施存在對溫室內的物種,會有很大程度的改變,結合藍牙無線技術加以解決是很好的處理方式。

藍牙技術中包括了很多的無線傳感器、收集模塊和監測核心,對溫室的布局有很大的作用,會溫室溫度實行各類高低溫的傳感方式,他們會通過藍牙作為介質進行傳播,利用無線傳感實現與收集模塊之間的關系。溫室采集模塊要與相應的數據信息進行交換,在接受到命令之后,通過其中的指示做出相應的信息傳輸。

4.1系統硬件設施規劃

對藍牙的實施利用,可以進行以下幾種規劃方法:1)常用的雙芯片方法:協議機要在主機掌握協議距離內操作,協議級別,分別置于類似PC一樣的復雜資源之中。2)嵌入式雙芯片方法:協議機主要在下面的藍牙芯片上,主端通常是手機這樣的資源有限的處理器,只放應用協議和適配協議。3)嵌入式單芯片方法:所有協議共作用在個嵌入的組織中,一般情況是一個沒有關聯作用的,單獨存在的藍牙設施,藍牙例絡的進入點。要對實際操作場地需要加以研究,監牙模塊硬件上要求是基帶、射頻、協議機做在一個芯片巾單片的模塊,獲取藍牙溫室環境信息的收集渠道主要使用這種方法。

4.2無線傳感設施

由傳感器和藍牙收集模塊形成的傳感器,主要的作用是對溫室采取溫室數據。其中的主要表現形勢有:1)傳感器采用普通的溫、濕度等傳感器。2)處理器采用AT89C2052單片機。3)藍牙模塊選用由CSR藍牙芯片組成的通用藍纖模塊7708,CSR芯片集成了射頻、基帶以及可以運行藍牙協議機和上層應用程序的處理器,片接口豐富,提供標準UART接口,編程接口,而且體積小,可通過編程口設置模塊,下載程序。4)基于CSR—BC212015芯片實現通用藍牙模塊7708,使用30dBm的發射功率,通信距離能夠達到100m。5)各個帶藍牙模塊的設備可以組成一個個匹克網,此間以主從方式進行數據通信。由于藍牙模塊的MAC地址為3位,因此在同一時刻只能激活8個設備(1個主設備,7個從設備)。當然,主設備在其它時刻可以作為另一個克網中的從設備,所以在實際通信中,各個克網之間相互交錯重疊。

智能大棚系統開發

五、藍牙軟件設計

系統軟件主要包括藍牙協議實現、傳感器端程序、采集模塊端程序和監控中心程序組成。藍牙協議實現、傳感器端和采集模塊端程序采用C51編程語言編寫,監控中心程序采用高級語言VisualBasic6.0編寫。

5.1藍牙協議實現

1)藍牙核心協議。所有的藍牙設備都要按照藍牙規定才能滿足不同廠商的產品互相溝通,藍牙規定分為為核心協議和應用切面,核心規定了藍牙設備要滿足規定級別,應用規定了在不同的應用場景中藍牙設施相應的實現規范。

2)藍牙核心協議機。其中主要包括射頻,基帶,HCI,SDP,L2CAP,RFCOMM等協議。基帶包括鏈路控制和鏈路管理,負責發送和接收數據、請求名稱、鏈路地址查詢、建立連接、鑒權、鏈路模式協商和建立、決定幀的類型等。藍牙射頻基帶(射頻單元、鏈路控制單元、鏈路管理單元)通常由芯片實現。邏輯鏈路控制和適應層協議與鏈路管理單元一起工作,L2CAP向上提供面向連接和面向無連接的數據服務。L2CAP允許高層協議以64K字節收發數據。

3)服務發現協議(SDP)。這項技術主要應用在發現藍牙設備提供的服務。藍牙設備所提供的服務和參數都在SDP中注冊,使用這些服務的藍牙設備可以通過SDP來查詢到這些信息。串口仿真協議,采用多路復用的方法,提供多條透明的數據信道,每一條數據鏈路連接標識由服務信道號和方向位來共同決定。服務信道號是RFCOMM提供的服務標識,這個服務信道號應該注冊在SDP中,客戶端藍牙設備通過SDP可以查詢到這個服務信道號,然后向此服務信道號發起RFCOMM連接。

5.2無線傳感器程序設計

傳感器端處理器首先初始化藍牙模塊,采集各種作物和環境信息,然后將信息進行數據的封裝,封裝形式為:信息種類+信息數值+采集時間。

5.3采集模塊程序設計

采集模塊端程序主要作是系統初始化(包括系統和藍牙模塊初始化以及通信端口的設置)、數據接收和處理等。首先接收各個傳感器的信息,然后進行封裝數據的解碼,分離各種作物生長和環境信息進行存儲。同時等待監控中心的命令進行系統設置和數據查詢與發送。監控中心程序設計監控中心程序主要進行采集模塊的設置,數據接收,命令發送和歷史數據查詢等。

5.4自組織的軟件實現

1)芯片處理技術。在CSR芯片中,編寫的應用程序和協議機一起運行在CSR嵌入式環境中,CSR以固件(fire,ware)的形式提供藍牙核心協議機,包括HCI、L2CAP、SDP、RFCOMM,并且還提供了應用程序接口,它定義實現了用戶在開發過程中需要訪問的所有接口和服務,它們包括:調度程序、藍牙協議、內存訪問、HCI傳輸層設置、消息和定時器、串口流管理。

2)信息處理技術。CSR程序中的不同任務之間可以異步地發送消息,每一個任務在創建的時候可以擁有一個消息隊列,任務調度程序能自動運行獲得消息的任務,CSR為簡化使用RFCOMM協議,提供了一個連接管理庫,它封裝了大部分常用的鏈路管理的接口。但是CSR提供的CM庫只提供點對點的連接,為了能給實現點對多點的連接,修改了CM庫,使其支持點對多點。在CSR提供的HCI、L2CAP、SDP、RFCOMM協議和CM庫之上編寫了藍牙無線傳感器應用的程序。

總結

綜上所述,在對藍牙信息技術的全面介紹中,得出在溫室監控中實行藍牙技術信息采集,是對整體系統的一個深化,并且實現了前所未有的設計理念,這項技術的應用,在不抬高成本的情況下,克服了傳統數據信息采集的難度和對系統維護安裝的弊端,將無線通道這一新型技術應用在溫室監測中。

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