一种无线手持数据监控系统的制作方法

本发明属于农业温室数据监控技术领域，具体地涉及一种无线手持数据监控系统。

背景技术：

近年来，我国设施蔬菜生产发展极为迅速，生产面积正在以每年10%以上的速度增长。现代日光温室是设施蔬菜的生产车间，对日光温室内的大气温湿度、光照强度、CO2浓度等环境因子数据的监测与控制是实现其生产自动化、高效化最为关键的环节。

传统的人工测量方式费时费力、效率低下、数据误差大，而有线通信方式在温室系统中也存在着布线复杂、维护困难、部署调整不便等缺点。基于此，为了实现对温室内环境因子进行实时数据采集与控制，设计一种基于无线方式的便携式设备就显得非常必要。

技术实现要素：

本发明就是针对传统温室数据监控系统费用高、传感器布线复杂、部署不灵活、功耗大等特点，提供一种无线手持数据监控系统；本发明完全适用于农业温室大棚等高湿环境，且无线通信功能安全可靠。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种无线手持数据监控系统，采用μC/OS-II作为操作系统，包括CC2530协调器、CC2530终端节点、核心控制器STM32F103ZET6、TFT液晶显示屏；其结构要点是：所述CC2530协调器与核心控制器STM32F103ZET6通过串行口UART相连，所述核心控制器STM32F103ZET6与TFT液晶显示屏相连；所述CC2530协调器通过无线网络与CC2530终端节点相互通信，所述无线网络采用ZigBee无线网络；所述CC2530终端节点为多个节点传感器，所述核心控制器STM32F103ZET6连接有微存储卡。

作为本发明的一种优选方案，所述ZigBee无线网络的标准为IEEE802.15.4。

作为本发明的另一种优选方案，所述节点传感器包括温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器。

作为本发明的另一种优选方案，所述温湿度传感器采用DHT11。

作为本发明的另一种优选方案，所述光照传感器采用BH1750FV1。

作为本发明的另一种优选方案，所述二氧化碳传感器采用红外二氧化碳传感器。

作为本发明的另一种优选方案，所述TFT液晶显示屏为4.3寸。

本发明的有益效果是。

本发明提供了一种无线手持数据监控系统，以STM32F103ZET6为核心控制器件，移植了具有多任务、实时性特点的嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ，并添加了与Windows操作界面类似的图形界面软件μC/GUI，方便用户操作；采用了遵从ZigBee协议的IEEE802.15.4标准规范，实现数据无线传输；该系统完全适用于农业温室大棚等高湿环境，且无线通信功能安全可靠。

本发明采用基于ZigBee的温室环境监测及其低功耗传输系统，单个CC2530终端节点装载多种传感器，采集传输了温室多种环境参数，对温室内的生长环境参数进行了智能监测和精确管理，具有良好的应用前景；实现了对温室环境参数的精确测量，并通过ZigBee无线通讯方式，将所采集的数据传输到手持终端并显示，根据环境参数的变化情况，实现对温室内温湿度、光照、CO2等参数的集中控制。

附图说明

图1是本发明一种无线手持数据监控系统的硬件架构图。

图2是本发明一种无线手持数据监控系统的CC2530硬件电路连接图。

图3是本发明一种无线手持数据监控系统的组网流程图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种无线手持数据监控系统的硬件架构图。采用μC/OS-II作为操作系统，包括CC2530协调器、CC2530终端节点、核心控制器STM32F103ZET6、TFT液晶显示屏；其结构要点是：所述CC2530协调器与核心控制器STM32F103ZET6通过串行口UART相连，所述核心控制器STM32F103ZET6与TFT液晶显示屏相连；所述CC2530协调器通过无线网络与CC2530终端节点相互通信，所述无线网络采用ZigBee无线网络；所述CC2530终端节点为多个节点传感器，所述核心控制器STM32F103ZET6连接有微存储卡。

所述ZigBee无线网络的标准为IEEE802.15.4；具有低功耗、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速及可靠性高的诸多优点。

所述节点传感器包括温湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器；所述温湿度传感器采用DHT11；所述光照传感器采用BH1750FV1；所述二氧化碳传感器采用红外二氧化碳传感器。所述节点传感器实现对植物生长环境因素的采集，要求传感器具备较高的精度及较低的功耗，本发明对温湿度的采集采用了简单易用的DHT11传感器，湿度测量精度为± 5ＲH，温度测量精度为± 2℃；光照传感器BH1750FVI，具有体积小、灵敏度高、良好的稳定性及功耗低等诸多优点；红外二氧化碳传感器，是一款专门用于农业等多种高湿场合使用的产品，采用多重防护，确保传感器不受外界不同环境的影响及可靠稳定工作，其测量精度

可达±5%，检测分辨率达±10 ×10^-6。

所述TFT液晶显示屏为4.3寸；该屏带有触摸功能，体现了用户界面的简洁和方便。

所述CC2530芯片支持ZIGBee802.15.4协议，拥有庞大的快闪记忆体多达256个字节，集成了1个高性能的RF收发器与1个8051内核，以及强大的支持功能和外设，支持低功耗无线通信方式，并可以配备TI的网络协议栈(RemoTI，Z-Stack)来简化开发。ZigBee协议栈建立在IEEE802.15.4的PHY层和MAC子层规范之上，实现了网络层NWK和应用层APL。应用层内提供了应用支持子层APS和ZigBee设备对象ADO。应用框架中则加入了用户自定义的应用对象。ZigBee网络支持星型、树状和网络三种网络拓扑结构，系统采用了易于维护和安全的星型网络。

如图3所示，为本发明一种无线手持数据监控系统的组网流程图。系统上电后，ZigBee协调器首先进行初始化工作，初始化完成后协调器调用Z-Stack协议栈中的ZDApp_Network Init函数进行网络的建立及其初始化工作；同时，系统可通过逻辑类型判断出该设备是否是协调器，如判断是，则产生一个回调函数来告诉系统网络组件成功。

当星型网络组建成功之后，终端节点将采集得到实时的数据通过函数AF_ Data Request( )发送到协调器，将终端节点发送的数据经判断通过UART发送到STM32F103ZET6 进行显示；同时，协调器将STM32F103ZET6给它的控制信号通过广播的形式发送到各个终端，终端将控制信号做判断后执行控制。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。