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[uCOS/RTOS] 【RTOS】+稻田环境信息监测系统

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5120153905|  楼主 | 2020-7-5 17:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
32135f019e419abb5.png
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。
696815f019e6183c28.png
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。
786245f019e75978b8.png
图3 系统实物图
739235f019e7cee7c1.png
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。
921715f019ea6b32bf.png
图5 终端节点软件流程图图          图6 协调器节点软件流程图
474675f019ec382c4e.png
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。
541365f019ecc7a820.png
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)
47665f019ed6b2bc7.png
图9 系统正常运行效果图
192785f019edd21edb.png
图10 上位机数据显示
700045f019ee2f1b2d.png
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

稻田环境信息监测系统.pdf

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gentlman2006| | 2021-1-18 11:03 | 显示全部楼层
楼主做得很好,good!!!

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