系統(tǒng)工作原理如下：終端傳感節(jié)點采集數據后向路由節(jié)點發(fā)送數據包，路由節(jié)點匯總各節(jié)點數據包后向協(xié)調器節(jié)點轉發(fā)。協(xié)調器節(jié)點接到數據包后繼續(xù)向上轉發(fā)至串口轉網口設備。串轉網設備將接到的串口數據包重新打包成RJ45數據包經無線路由器轉發(fā)至現場監(jiān)控PC。與此同時分布在溫室中的無線IP攝像頭也將數據通過路由器傳至現場監(jiān)控PC。手持嵌入式網關同時也可以直接接入路由器實時顯示環(huán)境數據。現場監(jiān)控PC安裝有服務系統(tǒng)，作為Server服務器，遠程PC直接通過瀏覽器和IP地址訪問即可實現遠程測控。上述主要是傳感數據的上行鏈路，下行鏈路類似，由上位機發(fā)出控制指令，依次經路由器、串轉網設備、協(xié)調器最終轉發(fā)至對應控制節(jié)點執(zhí)行控制指令。
傳感控制模塊設計
傳感和控制模塊是系統(tǒng)實現測控的根本?？諝鉁貪穸葌鞲衅鞑捎萌鹗縎ensirion推出的SHT11數字溫濕度傳感器，IIC接口，濕度值輸出分辨率為 14位，溫度值輸出分辨率為12位，并可編程為12位和8位。電源電壓范圍為2.4～5.5 V。電流消耗：測量時為550μA，平均為28μA，休眠時為3μA[4， 5]。光照傳感器采用光敏探頭BPW34S[6]，光敏探頭經運放處理后到AD輸入。傳感控制模塊中均采用NXP公司IIC總線控制GPIO擴展芯片 PCA9554提供8位并行I/O口。處理器通過IIC直接讀取SHT11溫濕度數據，通過AD間接讀取光照數據。傳感模塊原理圖如圖3。
控制模塊主要采用繼電器和DA模擬電壓輸出。繼電器模塊原理圖如圖。上位機下達控制指令后，PCA9554驅動相關I/O口使三極管導通或斷開驅動繼電器閉合或斷開。
DA程控模擬電壓輸出模塊采用TI公司DA芯片DAC5573和緩沖放大運放使用TLV2372。DAC5573最大輸出電壓為3.0V，經運放TLV2372放大3.3倍后輸出約為10V。電壓輸出模塊原理圖如圖。
節(jié)點電源模塊設計
節(jié)點電源模塊設計采用的是TI公司TPS63001DRC(3.3V)和TPS63002DRC(5.0V)兩款DC/DC電源轉換芯片為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的 3.3V和5.0V電壓。系統(tǒng)設計成兩節(jié)干電池或USB供電方式，預留鋰電池接口。供電電源之間可無縫切換。電源模塊原理圖如圖。
該系統(tǒng)將當前熱門物聯(lián)網核心技術之一的Zigbee技術應用于溫室監(jiān)控系統(tǒng)中，實現了溫室基本環(huán)境因子的采集與控制，并實現了監(jiān)控的遠程可視化操作，可靠性高、抗干擾能力強。設計解決傳統(tǒng)溫室中線纜縱橫交錯，布置不便且維護成本高的難題，具有很高的實用意義與推廣價值。
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