本帖最后由 5120153905 于 2020-7-5 17:38 编辑
【RT-Thread作品秀】稻田环境信息 监测系统
1. 概述（说明应用产生的背景、所采用的软硬件方案、实现功能）1.1背景农业环境与农作物的生长状况是相互影响的，所以对农业环境进行实时监控，及时调整有关环境参数，能够有力促进农作物增产增收。农业环境监控系统采用各种智能化和高效率的现代信息技术，来采集、传输、存储、查询并分析农业的环境信息，为农业生产提供科学指导。水稻是我国主要粮食作物之一，其种植面积和产量都位居世界第一，在中国粮食结构中处于举足轻重的地位。稻田环境信息的及时准确采集，对提高其产量和效益都起着至关重要的作用。为实现稻田环境信息监测，本作品以龙芯2K1000为核心，设计实现了基于RT-Thread的稻田环境信息监测系统。 1.2软硬件方案本作品由终端节点、协调器节点、2K1000通讯网关、云服务器以及上位机五部分组成。终端节点以CC2530为核心通过传感器采集稻田温湿度与光照强度数据信息并通过ZigBee协议传输数据至协调器，协调器接收到数据后通过串口把数据转发给2K1000通讯网关，2K1000通讯网关完成数据汇总，解析，打包，并通过GPRS上传数据至云服务器，上位机部分接收云端返回数据并进行本地显示。系统整体结构图如图1所示。 图1 系统整体结构图 1.2.1 硬件方案本作品以终端节点为基础采集稻田环境信息并通过ZigBee协议传输至ZigBee协调器，协调器通过串口把数据转发给2K1000通讯网关，2K1000通讯网关实现数据汇总，解析，打包，并通过GPRS上传数据至云服务器，上位机部分接收云端返回数据并进行本地显示，最终实现稻田环境信息监测。 1.2.2 软件方案本作品以RT-Thread物联网操作系统为基础，以龙芯2K1000为核心，实现终端节点采集信息数据汇总，解析，打包，并通过GPRS上传数据至云服务器，最后与上位机显示数据信息，实现稻田环境信息无线远程监测。 1.3实现功能1） 终端节点通过SHT20和MAX44009分别采集稻田温湿度和光照强度数据，并通过ZigBee网络上传数据。 2） 设计了基于龙芯2K1000处理器设计通讯控制器(网关)。 3） 基于RT-Thread实时操作系统，完成田间测量数据汇总，解析，打包，并通过GPRS上传数据至云服务器 4） 设计上位机界面实现监测数据可查可看。 2. RT-Thread使用情况概述（简要总结下应用中RT-Thread使用情况：内核部分、组件部分、软件包部分、内核、其他）本作品采用RT-Thread物联网操作系统进行管理和调度，控制系统完成设计功能。 （1）内核部分 本作品使用了龙芯2K1000的串口驱动以及GPIO驱动。 3.硬件框架（概述应用所采用的硬件方案框图，并对核心部分做介绍）本作品以龙芯2klite 开发板教育派为核心，通过杜邦线外接ZigBee协调器和GPRS通信模块，实现硬件功能。系统硬件结构图如图2所示。 图2 系统硬件结构图 作品核心板为龙芯2klite 开发板教育派，其系统实物如图3所示。 图3 系统实物图 图4 数据采集终端 4.软件框架说明（介绍应用所采用的软件方案框图、流程图等）本作品由3大部分组成，各部分软件流程图如图5、图6及图7所示。 图5 终端节点软件流程图图 图6 协调器节点软件流程图 图7 龙芯2K1000通讯网关软件流程图 5.软件模块说明（介绍应用软件关键部分的逻辑、采用的实现方式等）（1）环境信息采集 本作品终端节点以CC2530为核心，通过IIC分别读取SHT20和MAX44009的温湿度数据和光照数据，读取完数据后，把以图8的数据格式打包并通过ZigBee发送给协调器节点。 图8 采集终端数据发送格式 （2）协调器数据接收与转发 本作品的协调器用于建立ZigBee网络、接收终端节点上传的数据信息以及转发数据。每次接收并校验数据通过后，协调器通过串口转发终端节点采集的数据信息至2K1000通讯网关。 （3）GPRS通信 2K1000通讯网关收集并打包完成3个节点的数据信息后，通过串口将数据发送给GPRS模块上传至云服务器。 （4）数据上传指示灯 当有一包数据上传至云服务器后，外接灯珠闪烁1秒。 6.演示效果（演示效果请采用3张高清图片，并录制一段不少于1min视频解说应用所实现的效果，视频上传至B站或者腾讯视频，给出链接即可）图9 系统正常运行效果图 图10 上位机数据显示 图11 数据保存结果 视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1PZ4y1p7Qn/ 7.代码地址（代码可上传至gitee或者github，给出链接地址或压缩包方式）链接：https://pan.baidu.com/s/1AKfwxxGs1Q0beBSNos2PUQ 提取码：4jkb
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