基于物聯(lián)網(wǎng)的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 水質(zhì)傳感器選型
以養(yǎng)殖用水為例，一般需要對(duì)水環(huán)境中的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項(xiàng)基本參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)選用北京聯(lián)創(chuàng)與中國(guó)農(nóng)大開(kāi)發(fā)的、具有測(cè)溫和溫度補(bǔ)償功能的PH10、TS10、WL10、DO10四類智能傳感器來(lái)對(duì)水的PH值、濁度、水位、溶氧量、溫度等五項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。四類傳感器均可通過(guò)RS485總線接收來(lái)自外部MCU的控制指令，然后返回測(cè)量原始值、溫度值、工程值等三個(gè)參數(shù)，因而可以大大簡(jiǎn)化感知層的設(shè)計(jì)工作。
2．2 CC2530節(jié)點(diǎn)的接口電路設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的ZigBee節(jié)點(diǎn)選用成都感智信息技術(shù)有限公司的CC2530節(jié)點(diǎn)，該類節(jié)點(diǎn)帶有CC2591增益放大模塊，最遠(yuǎn)通汛距離可達(dá)1 km。由于CC2530不支持RS485通訊，因而需要設(shè)計(jì)RS485轉(zhuǎn)3．3 V TTL電路，圖2所示就是CC2530無(wú)線節(jié)點(diǎn)與RS485傳感器的接口電路。其中，5．0 V直流電壓主要為傳感器供電，3．3 V直流電壓為CC2530節(jié)點(diǎn)供電。通訊接口轉(zhuǎn)換芯片選擇MAXIM公司的MAX13487，光耦T1、T2用于CC2530與RS485總線的隔離，R8、R9用于采樣電源電壓以便服務(wù)器端能實(shí)時(shí)判斷節(jié)點(diǎn)的供電情況，R5、R6、R7、C5、C6、D1、D2、D3、L1、L2等為RS485總線匹配電路。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/153581.htm
2．3 增氧機(jī)控制電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)中的增氧機(jī)控制電路如圖3所示，CC2530節(jié)點(diǎn)通過(guò)P0．1控制光耦T1，并驅(qū)動(dòng)Q1控制繼電器J1，從而控制增氧機(jī)電源的通斷，達(dá)到啟動(dòng)／停止增氧機(jī)的目的。
另外，還需要設(shè)計(jì)系統(tǒng)傳輸層無(wú)線網(wǎng)關(guān)，一般的傳輸層無(wú)線網(wǎng)關(guān)應(yīng)當(dāng)內(nèi)置有CC2530通信模塊、S3C2440控制器、MG323 GPRS通信模塊，并設(shè)計(jì)有存儲(chǔ)、電源管理，以及以太網(wǎng)接口。
3 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的軟件由感知層WSN軟件子系統(tǒng)、傳輸層ZigBee／GPRS軟件子系統(tǒng)和應(yīng)用層水質(zhì)信息管理系統(tǒng)等三部分構(gòu)成。
3．1 感知層WSN軟件子系統(tǒng)
感知層WSN軟件子系統(tǒng)是根據(jù)表1所示的通訊協(xié)議，基于ZigBee 2007Pro開(kāi)發(fā)的具有自組網(wǎng)功能的星型網(wǎng)絡(luò)。其中，幀類型主要有節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)、獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、獲取傳感器參數(shù)、調(diào)節(jié)水質(zhì)參數(shù)等。表1所列是系統(tǒng)的WSN數(shù)據(jù)幀格式。表2和表3所列是其水質(zhì)傳感器的通訊幀格式。只要在下行鏈路中下發(fā)指定格式的指令，便可通過(guò)上行鏈路獲取到如表3所列的返回?cái)?shù)據(jù)，進(jìn)而提取出原始值、溫度值、工程值等參數(shù)。
評(píng)論