基于nRF905与SIM300的田间无线多节点远程监测系统设计.pdf
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江苏农业科学 2016年第44卷第5期
刘琪芳,刘振宇,王前鹏.基于nRF905与SIM300的田间无线多节点远程监测系统设计[J].江苏农业科学,2016,44(5):404—407
doi:10.15889/j.issn.1002—1302.2016.05.117
基于nRF905与 SIM300
的田间无线多节点远程监测系统设计
刘琪芳,刘振宇,王前鹏
(山西农业大学信息科学与工程学院,山西太谷030801)
摘要:为了实现农作物生长环境监测,针对传统有线数据采集距离短和成本高的缺点,利用远近距离无线数据传
输技术相结合的方法实现田间环境测量。系统首先基于nRF905芯片建立节点间短距离无线传输网络,基于此路由
节点再通过SIM300建立GPRS/Intemet网络实现数据信息远距离无线数据传输,从而实现 田间环境信息的远程监测
和记录,为农业种植、灌溉等生产提供有效信息。最后,系统在开阔地与有障碍物的室内进行试验 ,结果表明系统运行
稳定能获得较好的测量结果 ,并在 130m与80m内的数据传输丢包率不高于10%,满足测量环境对系统的设计要求。
关键词:多节点;nRF905;SIM300;GPRS;远程监测
中图分类号:TP274 文献标志码:A 文章编号:1002—1302(2016)05一o404一o4
目前农业生产发展的新趋势是精准农业,它利用信息技
术在农业保护土壤水分流失、肥力控制、农业病虫害监测等方
面可以取得 良好的经济与环境效益。由于农作物种植具有受
环境影响大、种植面积广、实时监测困难等特点,对精准农业
核心问题之一的数据获取监测系统研究具有极其重要的研究
价值。传统的方法是在 田间铺设光纤电缆,但是它不利于作
物的耕种,成本造价昂贵,监测范围有限,不能真正意义地面 L传感阵列
向广大的农业种植…。通用无线分组技术 GPRS(general
packetradioservice)可以实现数据的接发分组功能,具有高
终端
速数据处理的特点,可以满足田间信息数据传输频繁、数据传 节点
输量较小、布线成本高等问题 。同时,为了满足便于安
装、小型化及低成本等要求,本研究利用具有低成本、控制灵 圈1 系统结构示意
活特点的单片机为核心控制器,建立近距离与远程无线传输
技术相结合的无线传感传输网络,利用 nRF905/GPRS通信
2 硬件设计
模块实现田间作物生长环境数据获取与远程传输。
系统的硬件部分主要包括终端节点数据获取电路与路由
1 系统结构与原理
节点无线传输电路2个部分。
本系统主要包括节点获取系统与无线传输系统两大部 2.1 数据获取硬件 电路设计
分。节点获取系统主要通过终端节点利用传感器获取田间环 终端节点数据获取系统主要由AD转换电路、nRF905无
境信息数据。无线传输系统主要包括终端节点与路由节点间 线传输芯片、传感器组合及主控芯片AT89S52构成。主控芯
的近距离数据无线传输 ,路由节点与上位机远距离数据无线 片与无线传输芯片 nRF905之间采用全双工同步串行SPI总
传输2个部分。其中,路 由节点与上位机通信通过 GPRS无 线实现通信,其通信采用 Master与Slave结合的构架模式实
线传输网络将获取的数据信息上传到远端监控设备,并且可 现串行数据线 MOSI与 MISO的数据通信。其中,nRF905芯
以满足多个终端节点的加入。为
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