基于CC2530的温室无线采集与控制系统设计与实现

只看该作者 · 2019-12-30 23:48

引言

　　农业是国家发展的基础。中国是农业大国，却不是农业强国，大力发展温室农业是提高我国农业水平的重要途径。温室作为现代农业的重要组成部分，使农业生产可以不受气候、地域的限制，大大地提高了作物产出。目前，我国温室的智能化和信息化水平仍十分落后。采集和控制是现代温室的两个基本构成，目前温室的采集和控制大多采用线缆传输，当传感器和控制设备较多时，线路杂乱，施工难度大、成本高，维护升级困难，而且温室的高温度、高湿度、酸性环境极易造成线路腐蚀老化，影响系统的可靠性和安全性。针对这些问题，本文设计了基于CC2530的温室无线采集与控制系统，该系统不仅实现了温室多点数据的实时采集和无线上传，而且实现了设备控制的无线化和自动化，系统运行过程中几乎不需要人的参与，具有很高的应用价值。

　　1 系统总体设计

　　系统结构如图1所示。通过若干分布在温室中的传感器节点采集数据，无线发送至中心节点，中心节点汇集各采集节点的传感数据并上传到监控计算机，监控计算机进行数据处理、显示和存储，根据数据处理结果下达控制命令，并经由中心节点无线发送给控制设备，实现采集与控制的自动化和无线化。

　　2 硬件设计

　　2.1 主控芯片

　　系统采用CC2530无线SOC作为主芯片，它将微处理器和无线射频模块集成到一块芯片上，是TI公司推出的新一代ZigBee解决方案。CC2530的微处理器核心为一款增强型8051单片机，配有8KB的SRAM内存和32/64/128/256KB容量可选的flash闪存，时钟频率达到32MHz，能满足不同应用对数据处理的要求，休眠时自动切换到32KHz低频模式，最大限度地降低能耗：无线射频模块的核心是CC2520芯片，工作在ISM免许可认证频段2.4GHz，采用DSSS扩频技术，具有出色的接收灵敏度（-98dm）和链路预算（103dB），最大传输速率 250Kbps，完全符合IEEE802.15.4协议标准。

　　2.2 传感器节点

　　本系统选用DHT11温室两用型数字传感器，该传感器为单总线数字信号输出，工作电压3.3～5.5V，温度测量范围0～50℃，精度±2℃，湿度测量范围20～90%RH，精度±5%RH。图2是DHT11的电路连接图。