基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的設(shè)計(jì)

王恩亮，華　馳

（1.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院　電子信息工程系，江蘇　無(wú)錫　214153；2.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院　教學(xué)與科研處，江蘇　無(wú)錫　214153）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的設(shè)計(jì)

王恩亮1，華馳2

（1.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系，江蘇無(wú)錫214153；2.江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)與科研處，江蘇無(wú)錫214153）

針對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境檢測(cè)提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)過(guò)程；以瑞薩R8C單片機(jī)為控制核心實(shí)現(xiàn)對(duì)不同種類(lèi)的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣溫濕度，風(fēng)向，風(fēng)速，太陽(yáng)輻射度，土壤水分含量及溫度的數(shù)據(jù)采集，采集器通過(guò)與單片機(jī)通信讀取采集結(jié)果，并通過(guò)多種傳輸方式將信息發(fā)送到云計(jì)算中心服務(wù)器，通過(guò)客戶(hù)端登陸農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)查看、歷史數(shù)據(jù)分析及實(shí)時(shí)報(bào)警功能；通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)際應(yīng)用，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境各項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)；為農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變提供了可行的低成本、高可靠的設(shè)計(jì)方案。

物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)采集；環(huán)境監(jiān)測(cè)；單片機(jī)；農(nóng)業(yè)環(huán)境；ModBus

0　引言

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，正面臨著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型。農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)的方式將逐步向精細(xì)化、智能化、系統(tǒng)化方向變革。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用會(huì)解決我國(guó)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)多方面問(wèn)題，加速傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代信息化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前農(nóng)業(yè)環(huán)境各種監(jiān)測(cè)設(shè)備都是單獨(dú)運(yùn)行，數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的傳輸、交換仍為困難，數(shù)據(jù)的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性方面仍需提高，難以實(shí)現(xiàn)完整、系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)及分析。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用及不斷成熟為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型提供了有效的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。通過(guò)應(yīng)用層檢測(cè)環(huán)境參數(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層將分散的參數(shù)上傳到服務(wù)器，通過(guò)應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的查看及分析，為農(nóng)業(yè)科學(xué)管理提供科學(xué)準(zhǔn)確的指導(dǎo)［811］。

1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)

環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以感知層為基礎(chǔ)，感知層以單片機(jī)為控制核心對(duì)大氣的濕度、溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)輻射度，土壤的溫度、濕度等信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同類(lèi)型的傳感器信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、處理，通過(guò)RS-485的硬件電路發(fā)送到數(shù)據(jù)采集器。數(shù)據(jù)采集器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層包括無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等方式將數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器。終端設(shè)備在應(yīng)用層通過(guò)分析查看各類(lèi)數(shù)據(jù)，獲得環(huán)境檢測(cè)信息。

2　環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

感知層的設(shè)計(jì)在整個(gè)環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)站設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，由于各種傳感器的數(shù)據(jù)輸出形式不同，采用同一種通信協(xié)議很難完美的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，本環(huán)境檢測(cè)網(wǎng)站所選用的數(shù)據(jù)采集器以RS-485通信協(xié)議與單片機(jī)進(jìn)行通訊，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同類(lèi)型的傳感器輸入信號(hào)進(jìn)行采集并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，將采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集器。單片機(jī)電路采用Mod-Bus總線(xiàn)協(xié)議讀取大氣溫濕度、土壤水分及溫度傳感器信息。風(fēng)向傳感器、風(fēng)速傳感器、太陽(yáng)輻射傳感器檢測(cè)結(jié)果有電壓型，電流型，單片機(jī)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換檢測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)輻射傳感器輸出的電壓信號(hào)，并將結(jié)果保存在單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器中。采集器通過(guò)與單片機(jī)通訊直接讀取各傳感器的采集結(jié)果。采用了單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及協(xié)議轉(zhuǎn)換，可以靈活的選擇各類(lèi)參數(shù)檢測(cè)傳感器，將各種農(nóng)業(yè)檢測(cè)信息采集傳感器接入采集系統(tǒng)。如果需要增加新的檢測(cè)信息，只要更新升級(jí)底層的單片機(jī)程序及修改部分應(yīng)用程序便可實(shí)現(xiàn)環(huán)境檢測(cè)站功能的升級(jí)。環(huán)境監(jiān)測(cè)站的組成如圖2所示。

圖1　環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2　感知層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

環(huán)境檢測(cè)站的供電結(jié)構(gòu)采用兩種方式，可以采用市電通過(guò)開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換為24 V/12 V/5 V方式，也可以采用太陽(yáng)能供電的方式，通過(guò)蓄電池存儲(chǔ)電能［3］。

2.1風(fēng)向傳感器信號(hào)檢測(cè)

風(fēng)向傳感器采用PHWD傳感器，內(nèi)部采用精密電位器，并選用低慣性輕金屬風(fēng)向標(biāo)響應(yīng)風(fēng)向，動(dòng)態(tài)特性好。該產(chǎn)品具有量程大、線(xiàn)性好、抗雷擊能力強(qiáng)、觀測(cè)方便、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機(jī)場(chǎng)、港口、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域。測(cè)量范圍：0～360°，準(zhǔn)確度：±3°，供電電壓有5 V，12 V，24 V幾種供電方式，輸出方式有輸出0～5 V電壓，4～20 m A電流，或采用變送器通過(guò)串口通信方式直接輸出方向檢測(cè)結(jié)果。本次設(shè)計(jì)采用電壓型檢測(cè)方式，電壓型（0～5 V輸出），角度與電壓的關(guān)系如式（1）所示，D為風(fēng)向示值，V為輸出電壓（V）。

2.2風(fēng)速傳感器

風(fēng)速傳感器采用PHWS風(fēng)速傳感器，采用傳統(tǒng)三風(fēng)杯風(fēng)速傳感器結(jié)構(gòu)，風(fēng)杯選用碳纖維材料，強(qiáng)度高，啟動(dòng)好；杯體內(nèi)置信號(hào)處理單元能根據(jù)用戶(hù)需求輸出相應(yīng)風(fēng)速信號(hào)，可廣泛用于氣象、海洋、環(huán)境、機(jī)場(chǎng)、港口、實(shí)驗(yàn)室、工農(nóng)業(yè)及交通等領(lǐng)域。測(cè)量范圍采用0～45 m/S，分辨 率：0.1 m/s，供電方式可以采用5 V，12 V，24 V幾種直流電壓供電。輸出方式有脈沖型，電流型，電壓型0～5 V，電壓型0～2.5 V，采用變送器采用RS232或RS485接口，本設(shè)計(jì)采用檢測(cè)電壓型0～5 V輸出方式，風(fēng)速與電壓的關(guān)系如式（2）所示，W為風(fēng)速，V輸出的電壓值。

2.3大氣溫濕度檢測(cè)

對(duì)大氣溫濕度的檢測(cè)采用HT485DS，該傳感器檢測(cè)的溫度范圍為-20～70℃，分辨率：0.1℃。濕度檢測(cè)范圍0～100%RH，濕度分辨率：0.1%RH。輸出方式采用Mod Bus總線(xiàn)協(xié)議，應(yīng)用RS-485硬件協(xié)議。該傳感器遵循Modbus協(xié)議，使用“04”和“06”命令。其中“04”命令用于讀取溫度和濕度，“06”號(hào)命令用于設(shè)置傳感器設(shè)備地址。讀取數(shù)據(jù)命令（04）命令格式如表1所示。

表1　讀取數(shù)據(jù)命令（04）命令格式

地址號(hào)為訪(fǎng)問(wèn)的設(shè)備的硬件地址，命令號(hào)為讀取寄存器命令“04”，起始通道號(hào)為要讀取的起始通道號(hào)，該傳感器的溫度通道號(hào)為 “0”，濕度通道號(hào)為 “1”，通道個(gè)數(shù)為要讀取的通道個(gè)數(shù)，本傳感器最多為2個(gè)通道，校驗(yàn)碼為標(biāo)準(zhǔn)Mod Bus協(xié)議中的CRC校驗(yàn)碼。響應(yīng)讀取命令的格式如表2所示。

表2　響應(yīng)讀取命令的格式

通道數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為讀取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，通道數(shù)據(jù)為返回的數(shù)據(jù)值。

通道數(shù)據(jù)格式：

通道0：溫度，實(shí)際讀數(shù)=（數(shù)據(jù)-4000）/100

通道1：濕度，實(shí)際讀數(shù)=數(shù)據(jù)/100

2.4土壤溫濕度檢測(cè)

土壤的溫濕度檢測(cè)采用CSF11，供電方式采用5～30 V直流電壓供電，該傳感器測(cè)量的土壤溫度范圍為-40～80℃，溫度測(cè)量精度±0.5℃。測(cè)量的水分含量0～100%，水分測(cè)量精度±5%。該傳感器的輸出方式有電流、電壓、RS-485接口，采用RS-485接口時(shí)采用Modbus RTU協(xié)議。通訊參數(shù)默認(rèn)值為：波特率9 600 bps，一個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)，一個(gè)停止位。通訊參數(shù)可由設(shè)置程序或者M(jìn)odbus命令改變。傳感器默認(rèn)的從機(jī)地址為1，從機(jī)地址在通道“0x0200”中，通過(guò)命令“03”、“06”、“16”訪(fǎng)問(wèn)該通道，重新設(shè)定從機(jī)地址。在ModBus協(xié)議中，溫度值寄存器的通道值為0，溫度值范圍為整形數(shù)據(jù)，數(shù)值范圍-4 000～8 000，對(duì)應(yīng)-40～80℃，水分含量寄存器是通道1，數(shù)值范圍0～10 000，對(duì)應(yīng)含水量0～100%。采用命令“03”或“04”訪(fǎng)問(wèn)兩個(gè)寄存器，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后即可獲得土壤中水分含量及溫度值。

2.5太陽(yáng)輻射檢測(cè)

太陽(yáng)輻射檢測(cè)采用PHJYZ簡(jiǎn)易總輻射傳感器（變送器）可以用來(lái)測(cè)量光譜范圍為0.3～3μm太陽(yáng)總輻射，該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于氣象、能源、農(nóng)業(yè)、建筑等領(lǐng)域。測(cè)量范圍0～1500W/m2，供電方式有直流5 V、12 V、24 V，輸出方式有4～20 m A、0～2.5V、0～5 V或采用變送器應(yīng)用RS232、RS485接口。電壓型（0～5 V輸出）的功率如式（3）所示。E為功率，V為輸出的電壓。

3　單片機(jī)采集電路設(shè)計(jì)

3.1數(shù)據(jù)采集

單片機(jī)作為感知層數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換的核心。單片機(jī)電路通過(guò)AD轉(zhuǎn)換器完成光照強(qiáng)度、風(fēng)向、風(fēng)速傳感器的數(shù)據(jù)采集。通過(guò)ModBus協(xié)議采集土壤溫濕度、大氣溫濕度檢測(cè)。本設(shè)計(jì)中的單片機(jī)采用瑞薩公司的R8C單片機(jī)，與采集器通信的RS-485電路如圖3所示，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集，并進(jìn)行數(shù)字濾波，濾除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)設(shè)定的協(xié)議形式與數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行通信。MAX485電路與單片機(jī)電路的通信通過(guò)光耦進(jìn)行隔離，并采用不同的電源供電，提高通信的抗干擾能力。單片機(jī)系統(tǒng)中有兩路MAX485通信電路，一路用于與數(shù)據(jù)采集器通信，另一路用于單片機(jī)采集大氣溫濕度、土壤水分、溫度傳感器的信息，波特率為9 600，8位數(shù)據(jù)位，一位停止位，無(wú)極性校驗(yàn)［7］。

圖3　RS-485通信電路設(shè)計(jì)

風(fēng)速信號(hào)、風(fēng)向信號(hào)、太陽(yáng)輻射信號(hào)均為0～5 V電壓信號(hào)，應(yīng)用TLC2543 AD轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，TLC2543為12位AD轉(zhuǎn)換器，滿(mǎn)足被檢測(cè)信號(hào)的精度要求，該器件采用SPI接口，單片機(jī)與TLC2543的連接直接讀取AD結(jié)果。AD轉(zhuǎn)換硬件電路結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　TLC2543AD轉(zhuǎn)換電路

風(fēng)向傳感器輸入信號(hào)為0～5 V，TLC2543的AD轉(zhuǎn)換為12位，AD值范圍為0～4 095。因此對(duì)AD結(jié)果進(jìn)行處理后得到方向的角度值，采用式（4）所示公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，D為風(fēng)向角度，AD為AD轉(zhuǎn)換值，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后獲得角度值，角度范圍為0～360°，數(shù)據(jù)類(lèi)型為整型數(shù)據(jù)。風(fēng)速傳感器采用相同的檢測(cè)方法，對(duì)AD結(jié)果進(jìn)行處理后獲得風(fēng)速數(shù)據(jù)。采用如式（5）所示公式轉(zhuǎn)換，W為風(fēng)速結(jié)果，AD為AD轉(zhuǎn)換值，為處理數(shù)據(jù)方便，數(shù)據(jù)處理結(jié)果為整型數(shù)據(jù)，范圍為0～450，對(duì)應(yīng)風(fēng)速范圍為0～45 m/S。對(duì)太陽(yáng)輻射檢測(cè)的數(shù)據(jù)處理如式（6）所示，E為太陽(yáng)輻射檢測(cè)值，檢測(cè)范圍為0～1 500W/S2，AD為AD轉(zhuǎn)換值。轉(zhuǎn)換結(jié)果為無(wú)符號(hào)整型數(shù)據(jù)。

單片機(jī)作為數(shù)據(jù)的采集控制核心，完成對(duì)數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換。單片機(jī)根據(jù)大氣溫度傳感器、土壤水分、溫度傳感器對(duì)應(yīng)的Modbus協(xié)議讀取大氣溫濕度、土壤水分及溫度信息。而大氣溫濕度傳感器的地址設(shè)置1，而土壤水分、溫度傳感器設(shè)置的地址設(shè)置為2。

采集器通過(guò)RS-485硬件接口與單片機(jī)進(jìn)行通訊，按設(shè)定的協(xié)議讀取大氣溫濕度、土壤水分及溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽(yáng)輻射度信息。

3.2數(shù)據(jù)的通信

單片機(jī)采集數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，將各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)以通道的形式保存在單片機(jī)內(nèi)部RAM中，并按設(shè)定周期進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。單片機(jī)在不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及通信期間則進(jìn)入低功耗狀態(tài)，降低系統(tǒng)的功耗。一種喚醒方式是通過(guò)定時(shí)器定時(shí)喚醒CPU，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集操作。另一種方式是在收到數(shù)據(jù)采集器的采集命令后喚醒CPU。同時(shí)啟用單片機(jī)的看門(mén)狗功能，單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中備份重要系統(tǒng)數(shù)據(jù)到內(nèi)部RAM中，如果單片機(jī)系統(tǒng)由于某種特殊原因或干擾不能正常運(yùn)行，則內(nèi)部的看門(mén)狗系統(tǒng)會(huì)使單片機(jī)系統(tǒng)重新啟動(dòng)，并根據(jù)看門(mén)狗的狀態(tài)區(qū)分啟動(dòng)是否由看門(mén)狗電路引起，并恢復(fù)到看門(mén)狗引起復(fù)位前正常運(yùn)行的狀態(tài)。

圖5　單片機(jī)數(shù)據(jù)檢測(cè)轉(zhuǎn)換流程

4　傳輸層及應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)

采集器采用RS-485接口讀取單片機(jī)所采集的傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)LAN、WiFi、GPRS等方式連入Internet并基于TCP/IP協(xié)議把數(shù)據(jù)傳輸并保存至云計(jì)算中心服務(wù)器中。在應(yīng)用層面上實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，顯示大氣溫濕度，風(fēng)向，風(fēng)速，太陽(yáng)輻射度，土壤的水分含量及溫度。應(yīng)用軟件對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算是否處在設(shè)定的報(bào)警條件區(qū)間內(nèi)。通過(guò)客戶(hù)端軟件方便快捷的查看數(shù)據(jù)及設(shè)置報(bào)警參數(shù)等功能。應(yīng)用層軟件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)查看、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、報(bào)警信息的設(shè)置及顯示。軟件采用了eclipse平臺(tái)使用java語(yǔ)言完成軟件系統(tǒng)，用戶(hù)在客戶(hù)端登陸系統(tǒng)，輸入用戶(hù)名和密碼。進(jìn)入該環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)定報(bào)警參數(shù)，通過(guò)界面查看超出設(shè)定值的環(huán)境參數(shù)。通過(guò)查看歷史記錄，查看各參數(shù)的歷史信息。

5　系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析

通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)際測(cè)試使用，以單片機(jī)為控制核心的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)各類(lèi)農(nóng)業(yè)參數(shù)傳感器的數(shù)據(jù)檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，與數(shù)據(jù)采集器的通信穩(wěn)定。具有低功耗，低成本，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了感知層的數(shù)據(jù)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換。通過(guò)多種通信方式能夠及時(shí)有效的完成數(shù)據(jù)的傳輸，整個(gè)在線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示、歷史數(shù)據(jù)查看、報(bào)警信息查看及報(bào)警參數(shù)設(shè)置等功能。

6　結(jié)束語(yǔ)

本文所提出的在線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)站的設(shè)計(jì)方案，采用單片機(jī)作為感知層信息的采集轉(zhuǎn)換控制核心，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可靠采集及轉(zhuǎn)換。充分應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、顯示、歷史數(shù)據(jù)的分析、報(bào)警信息顯示及設(shè)置，為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變提供了可行的低成本、高可靠的設(shè)計(jì)方案。

［1］孟雷，張虎.基于DSP的嵌入式農(nóng)業(yè)環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，35：20409-20410.

［2］劉錦，張巖，張榮輝.基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013（3）：115-119.

［3］華馳，姜彬，王輝.一種可聯(lián)網(wǎng)的在線(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，04：345-349.

［4］付兵.物聯(lián)網(wǎng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)在瓜果種植中的應(yīng)用［J］.科技通報(bào)，2014（1）：106-109.

［5］馬國(guó)俊.物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)牧業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2013（1）：245-248.

［6］張凌云，薛飛.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，16：146-149.

［7］郭秀明，周?chē)?guó)民，丘耘，等.一種適宜于農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和控制的WSN應(yīng)用框架［J］.農(nóng)業(yè)化研究，2014，11：199-203.

［8］華馳，韋康，王輝，等.基于物聯(lián)網(wǎng)的太陽(yáng)能光伏組件監(jiān)控系統(tǒng)的研究［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2012，20（10）：2696-2700.

［9］常超，鮮曉東，胡穎.基于WSN的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，16：879-883.

［10］陳克濤，張海輝，張永猛，等.基于CC2530的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（5）：183-188.

［11］闞杰，張瑞瑞，陳立平，等.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)采樣模型研究［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2015（7）：2485-2487.

［12］韓慧.基于RS485總線(xiàn)的溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.儀表技術(shù)與傳感器，2012（3）：60-61.

Design of Agricultural Environmental Monitoring Station Based on Internet of Things Technology

Wang Enliang1，Hua Chi2
（1.Electronic Information Engineering Department，Jiangsu College of Information Technology，Wuxi214153，China；2.Dean's office，Jiangsu College of Information Technology，Wuxi214153，China）

Based on the technology of internet of things，the design plan and work process of agriculture environment monitor station are proposed for agriculture environment monitoring.Renesas R8C SCU collects signals from environment parameter monitor sensors，and changes data format，so as to collect data about atmospheric temperature and moisture，wind direction and speed，the sun's radiation，soil water content and temperature，and so on.The collector reads collected data with the communication with the SCU，the data are then sent to Cloud computing server with many means of transmission.The realtime view of agriculture environment data，the analysis of history data and realtime alarm can be realized when end customer logs in agriculture environment monitor system。Long term application shows this system with stability and reliability can effectively monitor various parameters for agriculture environment.This provides a design plan with low cost and high reliability for modern agriculture.

internet of things；data collection；environmental monitoring；single chip microcomputer；agricultural environment；Mod-Bus

1671-4598（2016）05-0018-03

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2016.05.006

TP303

A

2015-09-16；

2016-01-04。

江蘇高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究基金（2014SJB351）；江蘇高校品牌專(zhuān)業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

王恩亮（1977-），男，遼寧遼陽(yáng)人，碩士，主要從事單片機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及單片機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)教學(xué)方向的研究。

華馳（1979-），男，江蘇興化人，碩士，副教授，主要從事軟件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)及計(jì)算機(jī)教學(xué)方向的研究。