农场环境监控系统无线通信设计与实现.pdfVIP

2012年第5期 工业仪表与自动化装置 ·23· 农 场环境监控 系统无 线通信设计 与实现 赵伟杰，顾波飞，吴开华 (杭州电子科技大学 检测技术与智能仪器研究所，杭州 310018) 摘要：提出了基于数传电台农场环境远程无线通信组网方法。制定了一对三主从模式数传电 台无线传输通信协议，编写了上位机和下位机通信代码，实现了上下位机之间的可靠通信，并在农 场环境远程监控系统中得到了应用。实践证明，该协议能实现多个数传电台之间的可靠无线传输。 关键词：一对多通信；数传电台；串口数据冲突；软件协议 中图分类号： rP27 文献标志码：A 文章编号：1000—0682(2012)05—0023—02 Design and realization of farm environmental monitoring system wireless communication ZHAO Weijie．GU Bo ．WU Kaihua (Institute ofDetection Technology and lnteligent Instrument，Hangzhou Dianzi University，Hangzhou 310018，China) Abstract：Fmnn environmental remote wireless communications network constructing based on data radio transceiver are proposed in the paper．The one—to—three master—slave system communication protocol are designed and the software of communication between computer and micro controller are programmed． The system has been applied in farm environmental monitoring system wireless communication．It has been proved that the protocol can achieve reliable communication between wireless data radio transceiver and computer． Key words：one to more communication；data radio transceiver；serial data conflict；software protocol 0 引言 计算机 自动监控系统中，监控计算机与现场数 据采集设备的通信连接，常见的通信介质是屏蔽双 绞线、光缆等介质。对于传输距离超过 100 m以上 的场合，如果数据量不是很大，采用屏蔽双绞线、光 缆等通信方式不仅成本很高，而且对于线路的铺设、 维护等都不方便 ，存在很大的资源浪费。使用数传 电台实现数据采集、监视与控制具有成本低、架设方 便、维护简单等特点。数传电台可通过异步串行通 信、以太网等方式与下位机及主机连接。上位机一 般是通用微机，以太网接口数据传送量大，但对于很 多的嵌入式控制器，特别是单片机，与外围的通信方 式主要还是通过异步串行口方式居多。实际的自动 监控系统中，一个上位机监控设备往往对应多个现 收稿日期：2012—04—10 基金项目：浙江省重大科技专项和优先主题项目(2009C12006) 作者简介：赵伟杰(1978)，男 ，浙江缙云人，硕士，讲师，主要从 事嵌入式系统及应用研究。 场数据采集设备。现场数据采集设备需实时向监控 设备发送现场数据信息，监控设备则根据采集数据 做相应控制指令，多个现场数据采集设备在同时向 监控设备发送数据和监控设备在发送指令与接收现 场设备数据时，由于数传电台的异步串行接口只有 一 个，而且一般都是通过半双工的方式通信，存在串 口数据冲突问题，因此需要设置相应的软件协议来 解决。该文基于日精数传电台，设计实现了一个上 位监控设备与 3个下位数据采集设备的农场环境远 程监控系统，通过现场测试，系统的可靠性和稳定性 都达到了设计要求。 1 农场环境远程监控系统参数要求 系统主要是实现对远程农业环境参数地采集， 并根据采集数据进行灌溉控制和蓄水控制。需要采 集的参数包括土壤温度与湿度、大气温度与湿度以 及蓄水池液位信息。控制主要包括抽水泵控制与灌 溉阀控制。整个系统包括一个上位监控主机及 3个 下位机终端。上位机能实时显示每个下位机终端环 · 24· 工业仪表与自动化装置 2012年第5期 境参数和控制设备