基于 4G DTU 温室大棚远程在线测控方 案 一.案例背景: 我国是设施农业大国,近年来各地设施农业发展迅速,仅辽宁省今年设施农业将达到 l 0 00 万亩。江苏省以“工业思维”来转变农业发展方式和产业结构调整,提出要“用现代物质条件、 现代科学技术、现代经营方式武装和改造农业。我国虽然是设施农业的大国,但并非是设施农业 的强国,设施农业的自动化和网络化水平还不高。但我国设施农业正呈现出规模化与集团化的发 展趋势,集生产、加工、生态旅游、服务等多种功能于一体的现代农庄已初现端倪。 二.系统构成: 系统采用基于 ZigBee 技术的无线数传终端 DTU 采集温室大棚中的温度、湿度、光照等参 数,并将其发送到 ZigBee 网关进行处理后通过 Internet 上传到上位机,上位机通过网关发送温 度、湿度、光照等控制命令到 ZigBee 终端节点,控制相应设备以调节大棚中相关环境 参数, 从而实现对温室大棚的远程测量与控制。 总体构架: 无线传感网络的温室大棚环境远程监控系统如图 l 所示,由无线传感器测控网络终端节点、Zi gBee 网关(协调器)和上位机数据中心三部分组成,其中无线传感器测控网络中每个终端节点由 一个 ZigBee 通信模块和一个特定功能传感器组成。测控大棚中的温度、湿度、光照等环境参数, 且每个 ZigBee 终端节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内与多个不承担网络信息中转任务的 孤立的子节点(RFD)无线连接。 系统硬件设计 整个系统硬件设计主要包括 ZigBee 网关(协调器)和无线测控终端 GPRS RTU、无线数传终端 DTU 设备组成。 1. ZigBee 网关硬件架构 ZigBee 网关(协调器)硬件架构如图所示,其主要功能是完成数据传输格式的转换与数据远 程传输,实现 ZigBee 网络与 Intemet 网络之间的通信连接,并与远程服务器进行交互功能和对 ZigBee 网络的管理。 2. 无线测控网络终端节点 无线测控网络终端节点原理图如图 3 所示,每个终端节点以 CC2430 为核心,通过信号调 理电路连接温度、湿度、光照传感器和相关执行器。 其主要应用设备为远程测控终端 RTU 型号为:CM3160。 3. 系统数据传输终端 采用无线数传终端 DTU 型号:CM3160 工业级 GSM/GPRS MODEM ,是一款基于移动 GSM/GPRS 网络平台, 内嵌工业级 GS M/GPRS 无线模块的拨号上网设备。产品特别针对工业现场的复杂环境而设计,通过 RS-232 或 RS-485 接口. 使用简单的 AT 命令交互界面,这样用户面对的是基于串口通讯的 AT 指令 接口,可以完成端到端的可靠数据通信。

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