基于太陽能供電的寒地水稻育秧棚環(huán)境參數(shù)采集終端設(shè)計

張斌+田芳明+徐驍翔+高揚+孫磊+馮廣學(xué)

摘 要：水稻育秧環(huán)節(jié)是寒地水稻種植的必要步驟，只有培育壯秧才能確保水稻高產(chǎn)，育秧過程中，不同育秧時期秧苗對所需的棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度等要求不同，只有搭建適合的生長環(huán)境，才能達到培育壯秧的目的。本設(shè)計根據(jù)寒地水稻育秧所需的特有生長環(huán)境及黑龍江墾區(qū)育秧期的實際環(huán)境狀況，研制了基于太陽能供電的棚內(nèi)參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)的實時采集，并能通過無線或短信等方式將環(huán)境信息上傳到監(jiān)控中心的PC機或用戶手機中，使技術(shù)人員實時掌握棚內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，具有低功耗、可靠性高、通用性強等特點。

關(guān)鍵詞：寒地；育秧；太陽能；GSM

1 引言

眾所周知，黑龍江省廣袤并且肥沃的平原土地資源，從之前的北大荒逐漸成為了全國數(shù)一數(shù)二的糧倉“北大倉”。隨著現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動控制也正在為越來越多的人所關(guān)注，它能夠在很大程度上提升耕作勞動的效率和質(zhì)量，為廣大農(nóng)民的生產(chǎn)生活做出貢獻。然而，我省一年之中1/3的時間在冰霜籠蓋之下，冬季氣溫低，凍土層最深達2.5米，全年無霜期平均在130天左右，針對寒地特點進行自動控制系統(tǒng)的特殊設(shè)計與分析顯得非常重要。水稻育秧是水稻安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，提供適合的生長環(huán)境對培育壯秧具有重要意義，在寒地水稻育秧過程中，不僅需要高度自動化的設(shè)備，還需要盡可能的低功耗，適應(yīng)性強的設(shè)備，經(jīng)研究設(shè)計了一套基于太陽能供電的寒地水稻育秧棚環(huán)境參數(shù)采集終端。系統(tǒng)采用低功耗MSP430單片機作為主控芯片，高效節(jié)能太陽能模塊提供能量，無線數(shù)傳及短信模塊實現(xiàn)對實地情況的實時監(jiān)控與操作。系統(tǒng)具有能耗低，運算速度快，精度高，運行可靠，適應(yīng)性強，方便好用等特點，對于寒地水稻的種植及養(yǎng)護具有現(xiàn)實意義[1]。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)育秧現(xiàn)場的實際需求及環(huán)境特點，設(shè)計了系統(tǒng)硬件框圖（如圖1所示），其中包括MSP430微處理器模塊、液晶顯示模塊、串口無線通信模塊，短信收發(fā)模塊、電源模塊、按鍵控制模塊等。

當(dāng)采集系統(tǒng)工作時，MSP430微處理器模塊經(jīng)電源模塊供電上電復(fù)位后進入低功耗中斷等待狀態(tài)，根據(jù)傳感器通用接口模塊連接的傳感器類型，通過按鍵控制模塊啟動系統(tǒng)進入環(huán)境參數(shù)采集過程，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)MSP430微處理器模塊處理后存儲到存儲模塊中并分屏實時顯示在液晶顯示模塊上，MSP430微處理器模塊通過遠程無線模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，供給農(nóng)場技術(shù)人員進行歷史數(shù)據(jù)查詢等，同時，可利用GSM短信方式向用戶發(fā)送信息，用戶亦可通過手機向指定號碼發(fā)送“查詢”指令獲取棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息。系統(tǒng)中采用的元器件皆為低功耗原件，太陽能供電模塊可以完全滿足農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電的實際需求。

2.1 微控制器

系統(tǒng)采用了MSP430F149單片機作為主控芯片[2]，這款TI公司研制的單片機具有可靠性高，耗電量低，內(nèi)嵌A/D接口等眾多優(yōu)點。其工作電壓為3.3V，很好的適應(yīng)了太陽能供電這一低功耗的特點。由于系統(tǒng)內(nèi)有著各種各樣的模擬量信號處理要求，所以內(nèi)置A/D接口避免了進行外擴A/D，使系統(tǒng)得到了合理的利用。

2.2 供電模塊

農(nóng)場地區(qū)農(nóng)忙期供電需求大，經(jīng)常會遇到停電情況，所以供電系統(tǒng)的穩(wěn)定是決定這個系統(tǒng)好壞的重要組成部分。并且考慮到北方白天光強高，光線直射時間長的特點，選擇了太陽能供電的方式。利用電源管理芯片實現(xiàn)有電時利用市電進行供電，太陽能電池板僅對蓄電池進行充電，若停電，則轉(zhuǎn)換為太陽能充電電池供電方式供電，保障系統(tǒng)可靠運行。其供電結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.3 復(fù)位保護模塊

采用MAX809S 復(fù)位芯片。它采用了SOT-23表面貼片3腳封裝。工作電壓為-0.3V-+6V。復(fù)位閥值為2.93V。具有高適應(yīng)性，可在-40°-+105°間正常工作，此時電壓幅度為1.2V-5.5V。其電路圖如圖3。

2.4 電源轉(zhuǎn)換模塊

在電源轉(zhuǎn)換方面采用了N7805非隔離降壓電源轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換效率高達96%，可在-40°-+85°下能保證正常的工作電壓，適應(yīng)絕大部分地區(qū)的需要，具有很好的適應(yīng)性和可移植性。內(nèi)部還設(shè)有短路保護和過熱保護措施，能夠在出現(xiàn)錯誤的時候及時對元器件進行保護。由它將電壓穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換到5V，再用TPS76033穩(wěn)壓器將其轉(zhuǎn)換為3.3V的單片機可用供電電壓，其電路連接如圖4所示。

3 對外數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)

為了適應(yīng)各種不同的外界環(huán)境，模塊中采用了工業(yè)級的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232ESE進行電平轉(zhuǎn)換，它采用SOIC 封裝方式，電源電壓為3V-5.5V。電源電流為3mA，工作溫度范圍為-40°～+85°，它為單片機和外界提供了一個可靠的串口通信協(xié)議，是必不可少的組成部件。

3.1 無線通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了無線數(shù)傳接口電路，采用小功率無線模塊JZ877進行可靠信息數(shù)傳[3]。JZ877是高集成度的小功率半雙工的無線數(shù)傳模塊，采用TI高性能射頻芯片及高速單片機，提供16個頻道，并配備有專業(yè)的設(shè)置軟件，以便用戶進行參數(shù)更改，模塊采用透明傳輸?shù)姆绞剑瑹o須用戶編寫設(shè)置與傳輸程序，即可進行傳輸任何大小的數(shù)據(jù)。有效傳輸距離為3000米（1200bps）。內(nèi)置看門狗，可以保證長期可靠運行。適用于UART/TTL、RS232、RS485接口。

3.2 短信通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了端口擴展進行CDMA通信，支持JTAG調(diào)試，多樣化的程序檢測路徑很好地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[4]。CDMA短信接收電路如圖5所示。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)北方寒地水稻育秧特點，設(shè)計了智能育秧棚室環(huán)境參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用太陽能供電方式，有效解決了農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電帶來的實際問題，系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)采集數(shù)目與種類擴展，能夠?qū)崿F(xiàn)無線、短信等多種通信方式，具有實用性強，可靠性高等優(yōu)點。

參考文獻

[1]田芳明，衣淑娟，譚峰，等.智能育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）：126-129.

[2]秦龍.MSP430單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]鄭淑慧.太陽能供電錄井?dāng)?shù)據(jù)采集與無線傳輸系統(tǒng)的研究[D].東營：中國石油大學(xué)，2008.

[4]孟現(xiàn)平.帶有CDMA短信模塊的多功能電力監(jiān)測儀[J].自動化與儀表，2012（4）：22-26.

作者簡介：張斌（1992-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)2011級電子信息工程專業(yè)本科生。

通訊作者：田芳明，女，講師，現(xiàn)主要從事農(nóng)業(yè)信息化、設(shè)施農(nóng)業(yè)方面研究。endprint

摘 要：水稻育秧環(huán)節(jié)是寒地水稻種植的必要步驟，只有培育壯秧才能確保水稻高產(chǎn)，育秧過程中，不同育秧時期秧苗對所需的棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度等要求不同，只有搭建適合的生長環(huán)境，才能達到培育壯秧的目的。本設(shè)計根據(jù)寒地水稻育秧所需的特有生長環(huán)境及黑龍江墾區(qū)育秧期的實際環(huán)境狀況，研制了基于太陽能供電的棚內(nèi)參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)的實時采集，并能通過無線或短信等方式將環(huán)境信息上傳到監(jiān)控中心的PC機或用戶手機中，使技術(shù)人員實時掌握棚內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，具有低功耗、可靠性高、通用性強等特點。

關(guān)鍵詞：寒地；育秧；太陽能；GSM

1 引言

眾所周知，黑龍江省廣袤并且肥沃的平原土地資源，從之前的北大荒逐漸成為了全國數(shù)一數(shù)二的糧倉“北大倉”。隨著現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動控制也正在為越來越多的人所關(guān)注，它能夠在很大程度上提升耕作勞動的效率和質(zhì)量，為廣大農(nóng)民的生產(chǎn)生活做出貢獻。然而，我省一年之中1/3的時間在冰霜籠蓋之下，冬季氣溫低，凍土層最深達2.5米，全年無霜期平均在130天左右，針對寒地特點進行自動控制系統(tǒng)的特殊設(shè)計與分析顯得非常重要。水稻育秧是水稻安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，提供適合的生長環(huán)境對培育壯秧具有重要意義，在寒地水稻育秧過程中，不僅需要高度自動化的設(shè)備，還需要盡可能的低功耗，適應(yīng)性強的設(shè)備，經(jīng)研究設(shè)計了一套基于太陽能供電的寒地水稻育秧棚環(huán)境參數(shù)采集終端。系統(tǒng)采用低功耗MSP430單片機作為主控芯片，高效節(jié)能太陽能模塊提供能量，無線數(shù)傳及短信模塊實現(xiàn)對實地情況的實時監(jiān)控與操作。系統(tǒng)具有能耗低，運算速度快，精度高，運行可靠，適應(yīng)性強，方便好用等特點，對于寒地水稻的種植及養(yǎng)護具有現(xiàn)實意義[1]。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)育秧現(xiàn)場的實際需求及環(huán)境特點，設(shè)計了系統(tǒng)硬件框圖（如圖1所示），其中包括MSP430微處理器模塊、液晶顯示模塊、串口無線通信模塊，短信收發(fā)模塊、電源模塊、按鍵控制模塊等。

當(dāng)采集系統(tǒng)工作時，MSP430微處理器模塊經(jīng)電源模塊供電上電復(fù)位后進入低功耗中斷等待狀態(tài)，根據(jù)傳感器通用接口模塊連接的傳感器類型，通過按鍵控制模塊啟動系統(tǒng)進入環(huán)境參數(shù)采集過程，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)MSP430微處理器模塊處理后存儲到存儲模塊中并分屏實時顯示在液晶顯示模塊上，MSP430微處理器模塊通過遠程無線模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，供給農(nóng)場技術(shù)人員進行歷史數(shù)據(jù)查詢等，同時，可利用GSM短信方式向用戶發(fā)送信息，用戶亦可通過手機向指定號碼發(fā)送“查詢”指令獲取棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息。系統(tǒng)中采用的元器件皆為低功耗原件，太陽能供電模塊可以完全滿足農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電的實際需求。

2.1 微控制器

系統(tǒng)采用了MSP430F149單片機作為主控芯片[2]，這款TI公司研制的單片機具有可靠性高，耗電量低，內(nèi)嵌A/D接口等眾多優(yōu)點。其工作電壓為3.3V，很好的適應(yīng)了太陽能供電這一低功耗的特點。由于系統(tǒng)內(nèi)有著各種各樣的模擬量信號處理要求，所以內(nèi)置A/D接口避免了進行外擴A/D，使系統(tǒng)得到了合理的利用。

2.2 供電模塊

農(nóng)場地區(qū)農(nóng)忙期供電需求大，經(jīng)常會遇到停電情況，所以供電系統(tǒng)的穩(wěn)定是決定這個系統(tǒng)好壞的重要組成部分。并且考慮到北方白天光強高，光線直射時間長的特點，選擇了太陽能供電的方式。利用電源管理芯片實現(xiàn)有電時利用市電進行供電，太陽能電池板僅對蓄電池進行充電，若停電，則轉(zhuǎn)換為太陽能充電電池供電方式供電，保障系統(tǒng)可靠運行。其供電結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.3 復(fù)位保護模塊

采用MAX809S 復(fù)位芯片。它采用了SOT-23表面貼片3腳封裝。工作電壓為-0.3V-+6V。復(fù)位閥值為2.93V。具有高適應(yīng)性，可在-40°-+105°間正常工作，此時電壓幅度為1.2V-5.5V。其電路圖如圖3。

2.4 電源轉(zhuǎn)換模塊

在電源轉(zhuǎn)換方面采用了N7805非隔離降壓電源轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換效率高達96%，可在-40°-+85°下能保證正常的工作電壓，適應(yīng)絕大部分地區(qū)的需要，具有很好的適應(yīng)性和可移植性。內(nèi)部還設(shè)有短路保護和過熱保護措施，能夠在出現(xiàn)錯誤的時候及時對元器件進行保護。由它將電壓穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換到5V，再用TPS76033穩(wěn)壓器將其轉(zhuǎn)換為3.3V的單片機可用供電電壓，其電路連接如圖4所示。

3 對外數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)

為了適應(yīng)各種不同的外界環(huán)境，模塊中采用了工業(yè)級的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232ESE進行電平轉(zhuǎn)換，它采用SOIC 封裝方式，電源電壓為3V-5.5V。電源電流為3mA，工作溫度范圍為-40°～+85°，它為單片機和外界提供了一個可靠的串口通信協(xié)議，是必不可少的組成部件。

3.1 無線通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了無線數(shù)傳接口電路，采用小功率無線模塊JZ877進行可靠信息數(shù)傳[3]。JZ877是高集成度的小功率半雙工的無線數(shù)傳模塊，采用TI高性能射頻芯片及高速單片機，提供16個頻道，并配備有專業(yè)的設(shè)置軟件，以便用戶進行參數(shù)更改，模塊采用透明傳輸?shù)姆绞?，無須用戶編寫設(shè)置與傳輸程序，即可進行傳輸任何大小的數(shù)據(jù)。有效傳輸距離為3000米（1200bps）。內(nèi)置看門狗，可以保證長期可靠運行。適用于UART/TTL、RS232、RS485接口。

3.2 短信通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了端口擴展進行CDMA通信，支持JTAG調(diào)試，多樣化的程序檢測路徑很好地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[4]。CDMA短信接收電路如圖5所示。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)北方寒地水稻育秧特點，設(shè)計了智能育秧棚室環(huán)境參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用太陽能供電方式，有效解決了農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電帶來的實際問題，系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)采集數(shù)目與種類擴展，能夠?qū)崿F(xiàn)無線、短信等多種通信方式，具有實用性強，可靠性高等優(yōu)點。

參考文獻

[1]田芳明，衣淑娟，譚峰，等.智能育秧群棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（2）：126-129.

[2]秦龍.MSP430單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實例[M].北京：中國電力出版社，2005.

[3]鄭淑慧.太陽能供電錄井?dāng)?shù)據(jù)采集與無線傳輸系統(tǒng)的研究[D].東營：中國石油大學(xué)，2008.

[4]孟現(xiàn)平.帶有CDMA短信模塊的多功能電力監(jiān)測儀[J].自動化與儀表，2012（4）：22-26.

作者簡介：張斌（1992-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)2011級電子信息工程專業(yè)本科生。

通訊作者：田芳明，女，講師，現(xiàn)主要從事農(nóng)業(yè)信息化、設(shè)施農(nóng)業(yè)方面研究。endprint

摘 要：水稻育秧環(huán)節(jié)是寒地水稻種植的必要步驟，只有培育壯秧才能確保水稻高產(chǎn)，育秧過程中，不同育秧時期秧苗對所需的棚內(nèi)空氣溫濕度、土壤水分、土壤溫度等要求不同，只有搭建適合的生長環(huán)境，才能達到培育壯秧的目的。本設(shè)計根據(jù)寒地水稻育秧所需的特有生長環(huán)境及黑龍江墾區(qū)育秧期的實際環(huán)境狀況，研制了基于太陽能供電的棚內(nèi)參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)棚內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)的實時采集，并能通過無線或短信等方式將環(huán)境信息上傳到監(jiān)控中心的PC機或用戶手機中，使技術(shù)人員實時掌握棚內(nèi)的環(huán)境狀態(tài)，具有低功耗、可靠性高、通用性強等特點。

關(guān)鍵詞：寒地；育秧；太陽能；GSM

1 引言

眾所周知，黑龍江省廣袤并且肥沃的平原土地資源，從之前的北大荒逐漸成為了全國數(shù)一數(shù)二的糧倉“北大倉”。隨著現(xiàn)代化的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)自動控制也正在為越來越多的人所關(guān)注，它能夠在很大程度上提升耕作勞動的效率和質(zhì)量，為廣大農(nóng)民的生產(chǎn)生活做出貢獻。然而，我省一年之中1/3的時間在冰霜籠蓋之下，冬季氣溫低，凍土層最深達2.5米，全年無霜期平均在130天左右，針對寒地特點進行自動控制系統(tǒng)的特殊設(shè)計與分析顯得非常重要。水稻育秧是水稻安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，提供適合的生長環(huán)境對培育壯秧具有重要意義，在寒地水稻育秧過程中，不僅需要高度自動化的設(shè)備，還需要盡可能的低功耗，適應(yīng)性強的設(shè)備，經(jīng)研究設(shè)計了一套基于太陽能供電的寒地水稻育秧棚環(huán)境參數(shù)采集終端。系統(tǒng)采用低功耗MSP430單片機作為主控芯片，高效節(jié)能太陽能模塊提供能量，無線數(shù)傳及短信模塊實現(xiàn)對實地情況的實時監(jiān)控與操作。系統(tǒng)具有能耗低，運算速度快，精度高，運行可靠，適應(yīng)性強，方便好用等特點，對于寒地水稻的種植及養(yǎng)護具有現(xiàn)實意義[1]。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

根據(jù)育秧現(xiàn)場的實際需求及環(huán)境特點，設(shè)計了系統(tǒng)硬件框圖（如圖1所示），其中包括MSP430微處理器模塊、液晶顯示模塊、串口無線通信模塊，短信收發(fā)模塊、電源模塊、按鍵控制模塊等。

當(dāng)采集系統(tǒng)工作時，MSP430微處理器模塊經(jīng)電源模塊供電上電復(fù)位后進入低功耗中斷等待狀態(tài)，根據(jù)傳感器通用接口模塊連接的傳感器類型，通過按鍵控制模塊啟動系統(tǒng)進入環(huán)境參數(shù)采集過程，采集的數(shù)據(jù)經(jīng)MSP430微處理器模塊處理后存儲到存儲模塊中并分屏實時顯示在液晶顯示模塊上，MSP430微處理器模塊通過遠程無線模塊將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心，供給農(nóng)場技術(shù)人員進行歷史數(shù)據(jù)查詢等，同時，可利用GSM短信方式向用戶發(fā)送信息，用戶亦可通過手機向指定號碼發(fā)送“查詢”指令獲取棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)信息。系統(tǒng)中采用的元器件皆為低功耗原件，太陽能供電模塊可以完全滿足農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電的實際需求。

2.1 微控制器

系統(tǒng)采用了MSP430F149單片機作為主控芯片[2]，這款TI公司研制的單片機具有可靠性高，耗電量低，內(nèi)嵌A/D接口等眾多優(yōu)點。其工作電壓為3.3V，很好的適應(yīng)了太陽能供電這一低功耗的特點。由于系統(tǒng)內(nèi)有著各種各樣的模擬量信號處理要求，所以內(nèi)置A/D接口避免了進行外擴A/D，使系統(tǒng)得到了合理的利用。

2.2 供電模塊

農(nóng)場地區(qū)農(nóng)忙期供電需求大，經(jīng)常會遇到停電情況，所以供電系統(tǒng)的穩(wěn)定是決定這個系統(tǒng)好壞的重要組成部分。并且考慮到北方白天光強高，光線直射時間長的特點，選擇了太陽能供電的方式。利用電源管理芯片實現(xiàn)有電時利用市電進行供電，太陽能電池板僅對蓄電池進行充電，若停電，則轉(zhuǎn)換為太陽能充電電池供電方式供電，保障系統(tǒng)可靠運行。其供電結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2.3 復(fù)位保護模塊

采用MAX809S 復(fù)位芯片。它采用了SOT-23表面貼片3腳封裝。工作電壓為-0.3V-+6V。復(fù)位閥值為2.93V。具有高適應(yīng)性，可在-40°-+105°間正常工作，此時電壓幅度為1.2V-5.5V。其電路圖如圖3。

2.4 電源轉(zhuǎn)換模塊

在電源轉(zhuǎn)換方面采用了N7805非隔離降壓電源轉(zhuǎn)換模塊。轉(zhuǎn)換效率高達96%，可在-40°-+85°下能保證正常的工作電壓，適應(yīng)絕大部分地區(qū)的需要，具有很好的適應(yīng)性和可移植性。內(nèi)部還設(shè)有短路保護和過熱保護措施，能夠在出現(xiàn)錯誤的時候及時對元器件進行保護。由它將電壓穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換到5V，再用TPS76033穩(wěn)壓器將其轉(zhuǎn)換為3.3V的單片機可用供電電壓，其電路連接如圖4所示。

3 對外數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)

為了適應(yīng)各種不同的外界環(huán)境，模塊中采用了工業(yè)級的串口通信電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232ESE進行電平轉(zhuǎn)換，它采用SOIC 封裝方式，電源電壓為3V-5.5V。電源電流為3mA，工作溫度范圍為-40°～+85°，它為單片機和外界提供了一個可靠的串口通信協(xié)議，是必不可少的組成部件。

3.1 無線通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了無線數(shù)傳接口電路，采用小功率無線模塊JZ877進行可靠信息數(shù)傳[3]。JZ877是高集成度的小功率半雙工的無線數(shù)傳模塊，采用TI高性能射頻芯片及高速單片機，提供16個頻道，并配備有專業(yè)的設(shè)置軟件，以便用戶進行參數(shù)更改，模塊采用透明傳輸?shù)姆绞?，無須用戶編寫設(shè)置與傳輸程序，即可進行傳輸任何大小的數(shù)據(jù)。有效傳輸距離為3000米（1200bps）。內(nèi)置看門狗，可以保證長期可靠運行。適用于UART/TTL、RS232、RS485接口。

3.2 短信通信接口設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計了端口擴展進行CDMA通信，支持JTAG調(diào)試，多樣化的程序檢測路徑很好地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[4]。CDMA短信接收電路如圖5所示。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)北方寒地水稻育秧特點，設(shè)計了智能育秧棚室環(huán)境參數(shù)采集終端系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用太陽能供電方式，有效解決了農(nóng)場農(nóng)忙期經(jīng)常停電帶來的實際問題，系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)采集數(shù)目與種類擴展，能夠?qū)崿F(xiàn)無線、短信等多種通信方式，具有實用性強，可靠性高等優(yōu)點。

參考文獻

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作者簡介：張斌（1992-），男，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)2011級電子信息工程專業(yè)本科生。

通訊作者：田芳明，女，講師，現(xiàn)主要從事農(nóng)業(yè)信息化、設(shè)施農(nóng)業(yè)方面研究。endprint