鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 姚月琴 董榮偉

基于3G通信的糧庫溫濕度遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 姚月琴 董榮偉

為保證糧食在儲(chǔ)藏過程中的品質(zhì)，提高自動(dòng)化管理程度，本文設(shè)計(jì)了一種基于3G通信的糧庫溫濕度遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)分別采用CC2430芯片及JN5121芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)溫、濕度采集節(jié)點(diǎn)與終端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸；利用Visual C++開發(fā)監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)溫、濕度存儲(chǔ)與顯示，同時(shí)結(jié)合3G通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，便于用戶及時(shí)處理，在一定程度上實(shí)現(xiàn)糧庫溫、濕度遠(yuǎn)程預(yù)警。

糧庫溫、濕度；3G通信；遠(yuǎn)程監(jiān)控

引言

糧食是人類賴以生存的重要資源，關(guān)系到我國社會(huì)的穩(wěn)定，做好糧食管理工作是糧食安全的重點(diǎn)。目前，糧食管理過程中，糧食容易受到溫、濕度指標(biāo)的影響，易出現(xiàn)滋生害蟲、發(fā)霉等問題，導(dǎo)致糧食質(zhì)量下降，而且，糧食儲(chǔ)藏過程多依賴人工管理，工作效率低下[1-2]。為了改善糧食管理存在的問題，本文設(shè)計(jì)了基于3G通信的糧庫溫、濕度遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)，包括溫、濕度采集節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、上位機(jī)監(jiān)控軟件開發(fā)，且系統(tǒng)采用3G通信技術(shù)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了糧庫溫、濕度遠(yuǎn)程監(jiān)控。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖如圖1所示，系統(tǒng)主要包括采集節(jié)點(diǎn)、終端節(jié)點(diǎn)、上位機(jī)監(jiān)控軟件與智能手機(jī)。多個(gè)采集節(jié)點(diǎn)分別安裝在監(jiān)測(cè)目標(biāo)附近，并對(duì)溫、濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過自定義組網(wǎng)方式將溫、濕度值發(fā)送至終端節(jié)點(diǎn)，終端節(jié)點(diǎn)匯集所有采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)后，通過3G模塊將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行融合與處理，并進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，最后通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送給遠(yuǎn)程上位機(jī)客戶端，由上位機(jī)監(jiān)控軟件進(jìn)行處理、顯示，用戶也可通過手機(jī)3G網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)時(shí)查看節(jié)點(diǎn)溫、濕度數(shù)據(jù)，便于用戶及時(shí)處理。

圖1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

采集節(jié)點(diǎn)主要采用CC2430片上系統(tǒng)芯片[3]，CC2430內(nèi)含8051MCU內(nèi)核，具有任務(wù)調(diào)度和通信功能，能夠?qū)鞲衅鞑杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集與處理，此外，該芯片還集成CC2420通信模塊，工作頻率為2.4～2.4835GHZ。溫、濕度傳感器采用SHT11傳感器，其集成溫、濕度、信號(hào)調(diào)理電路及A/D轉(zhuǎn)換電路，測(cè)量精度可滿足系統(tǒng)要求。

終端節(jié)點(diǎn)采用Jennic生產(chǎn)的JN5121-Z01-M01芯片，該芯片同樣集成微處理器與無線射頻模塊，可以接收采集節(jié)點(diǎn)發(fā)送的溫、濕度數(shù)據(jù)。此外，終端節(jié)點(diǎn)還具有將所有數(shù)據(jù)通過3G網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)或用戶手機(jī)的功能。本文選用華為公司生產(chǎn)的EM560無線模塊，該模塊支持USB串行總線及TD-SCDMA技術(shù)，該模塊通過UART接口與JN5121-Z01-M01芯片連接，連接電路如圖2所示。

圖2 EM560連接示意圖

3 系統(tǒng)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)利用3G通信模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)或手機(jī)端，手機(jī)端監(jiān)控界面采用Android-SDK與Eclipse交叉編譯開發(fā)的方式。通過對(duì)軟件的界面以及通信程序進(jìn)行設(shè)計(jì)和編寫，最終實(shí)現(xiàn)在Android客戶端中查看各節(jié)點(diǎn)的溫、濕度數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)核心部分是基于Visual C++的監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)[4]，上位機(jī)軟件采用B/S結(jié)構(gòu)，所有數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)到服務(wù)器上，上位機(jī)通過瀏覽器運(yùn)行軟件來訪問服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，并通過用戶名和密碼進(jìn)行權(quán)限認(rèn)證，當(dāng)驗(yàn)證成功后，監(jiān)控界面如圖3所示。

圖3 監(jiān)控系統(tǒng)界面

4 結(jié)束語

本文針對(duì)糧倉內(nèi)部溫、濕度參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，提出一種基于3G通信的糧庫溫、濕度遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)，并給出了硬件部分及軟件部分的設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]閆豐.基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的糧倉溫、濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D].河北秦皇島：燕山大學(xué),2010.5.

[2]白楊,梁青云.對(duì)基于無線傳輸方式的糧倉監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].黑龍江糧食,2008,(1)：47-49.

[3]劉洋,楊維.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)田環(huán)境監(jiān)控?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào),2011,27（30）：297-302.

[4]陳元琰.Visual C++6.0編程實(shí)用技術(shù)與案例[M].清華大學(xué)出版社,2001.

姚月琴，女，1971年出生，江蘇鹽城人，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)智能控制及物聯(lián)網(wǎng)。

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研基金項(xiàng)目。