基于GPRS與ZigBee的果園環(huán)境監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于GPRS與ZigBee的果園環(huán)境監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)基于GPRS與ZigBee的果園環(huán)境監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)IIIIII基于GPRS與ZigBee的果園環(huán)境監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)III本科畢業(yè)設(shè)計(jì)基于GPRS與ZigBee的果園環(huán)境監(jiān)測與決策支持系統(tǒng)摘要隨著傳感器、無線通信、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，在寬帶移動通信、下一代網(wǎng)絡(luò)和云計(jì)算等技術(shù)的支撐下，物聯(lián)網(wǎng)己經(jīng)廣泛應(yīng)用在倉儲物流、智能電網(wǎng)、公共安防、智能樓宇等領(lǐng)域，因其巨大的應(yīng)用前景得到各國政府的重視，視為繼計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)絡(luò)之后的第三次信息化浪潮。作為連接感知網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)的橋梁，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中起到極為重要的角色，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上有利于現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)與感知網(wǎng)絡(luò)的無縫融合，在應(yīng)用模式上有利于對傳感器網(wǎng)絡(luò)和感知節(jié)點(diǎn)的管理和控制。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用場景和電信運(yùn)營商的應(yīng)用需求，提出了一個基于ZigBee/GPRS的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了傳感網(wǎng)與電信網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送、不同類型感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，以及對傳感器網(wǎng)絡(luò)的部分管理控制功能。最后，給出原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和系統(tǒng)驗(yàn)證。本文首先介紹了ZigBee,GPRS技術(shù)的概念及其協(xié)議架構(gòu)，然后介紹了ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、遠(yuǎn)程無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件及其軟件的設(shè)計(jì)方法，進(jìn)而完成ZigBee與GPRS融合組網(wǎng)。ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)采用CC2530作為無線數(shù)據(jù)收發(fā)芯片。GPRS模塊采用ComWay模塊。用戶通過操作終端進(jìn)行遠(yuǎn)程測控，可獲取ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各節(jié)點(diǎn)的傳感信息。與類似系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡單，功能完善，具備實(shí)際推廣價值。文中最后對本無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了測試，試驗(yàn)表明所研發(fā)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有較好的遠(yuǎn)程監(jiān)測性、擴(kuò)展性和移植性，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線傳感監(jiān)測功能。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)無線傳感網(wǎng)ZigBee以太網(wǎng)GPRSOrchardenvironmentalmonitoringanddecisionsupportsystembasedonGPRSandZigBeeChenShuRong(CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:Underthesupportofbroadbandmobilecommunication.Nextgenerationnetworkandcloudcomputing.InternetofThings(IOT)hasbeenwidelyusedinwarehouses,SmartGripublicsecurity,intelligentbuildingsandsoon.Alongwiththedevelopmentofsensors,communicationandembeddedsystems.Becauseofitshugeprospectinpublicapplications,InternetofThingshasbeenpaidspecialattentionbygovernmentsallovertheworld,vithethirdwaveofinformationtechnologyfollowingInternetandmobilenetwork.Asthebbetweensensornetworkandtraditionalcommunicationnetwork/Internet,IOTgatewayplaysanimportantroleinIOTapplications.IOTgatewayisusedforseamlessintegrationofnetworksandInternet/telecommunicationnetworks,alsofacilitatesthecontrolandmanageofsensornetworksandsensornodes.Inthispaper,weproposeanIOTgatewaysystembaonZigBeeandGPRSprotocolsaccordingtothetypicalnetworkingscenariosandapplicatrequirementsoftelecomoperators;enablethedatatransmissionbetweensensornetworkstelecommunicationsnetwork,protocolconversionofdifferentsensornetworkprotocolsandsomecontrolfunctionsofsensornetwork;andfinallygivetheimplementationdetailsoftheprototypesystemandperformanceevaluation.Thispaperfirstlyintroducestheconceptandtheframeworkagreement,ofZigBeeandGPRStechnology,andthenintroducesZigBee-GPRSgateway'sdesignandimplementation,andremotewirelesssensornetworknodeofthehardwareandthemethodofsoftwaredesign,athataccomplishZigBeeandGPRSfusionnetworking.ThenodeofZigBeesensorusesCC2530asawirelessdatatransceiverchip.GPRSmoduleusesComWaymodule.Theusercanremotecontrolviaterminaloperation,andthenitcanobtainthesensorinformationofeachinternanodeofZigBeewirelesssensornetwork.Comparedwithasimilarsystem,thissyhasthesimpleimplementationandstrongmaneuverabilityandperfectfunctionandtheavalueofpopularization.Thefinaltestshowsthatthewirelesssensornetworkhasverremotemonitoringsex,scalability,andportability,Whichenablesremotemonitoringwisensor.Keywords:IOTWSNZigBeeEthernetGPRS目錄前言1.1課題研究的依據(jù)和意義1.1.1選題的依據(jù)1.1.2農(nóng)業(yè)監(jiān)測控制的必要性國內(nèi)外課題研究現(xiàn)狀國外的發(fā)展與現(xiàn)狀國內(nèi)的發(fā)展與現(xiàn)狀本文主要工作研究目標(biāo)研究內(nèi)容2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.1.3Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee與主要無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較2.2系統(tǒng)主要功能與結(jié)構(gòu)2.3系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)2.4系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)的硬件模塊CC2530介紹ZigBee協(xié)調(diào)器硬件電路3.2.2ZigBee節(jié)點(diǎn)硬件電路GPRS網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)3.3.1GPRS模塊與SIM卡接口電路設(shè)計(jì)3.3.2GPRS模塊與ZigBee通訊電路設(shè)計(jì)傳感器模塊的設(shè)計(jì)3.4.1SHT11溫濕度傳感器的硬件設(shè)計(jì)3.4.2土壤水分傳感器的硬件設(shè)計(jì)3.4.3光敏傳感器的硬件設(shè)計(jì)電磁閥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電磁閥控制電路3.5.2電磁閥驅(qū)動電路設(shè)計(jì)4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件模塊系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境4.2.1基于IAR軟件的ZigBee開發(fā)流程4.2.2基于C#軟件的上位機(jī)設(shè)計(jì)4.3CC2530的IAR軟件開發(fā)4.3.1CC2530協(xié)議棧的介紹4.3.2CC2530的組網(wǎng)參數(shù)設(shè)定CC2530的數(shù)據(jù)通訊程序串口通訊程序SHT11溫濕度采集程序土壤溫濕度采集程序4.3.7光照強(qiáng)度采集程序4.3.8電磁閥控制程序4.4上位機(jī)管理平臺實(shí)時顯示拓?fù)涔δ軋蟊砉δ芟到y(tǒng)設(shè)置控制決策5系統(tǒng)測試與分析5.1實(shí)驗(yàn)平臺的搭建5.2數(shù)據(jù)傳輸測試5.3無線模塊通信距離測試5.4串口通訊測試5.5電磁閥測試5.6人機(jī)界面測試結(jié)論和展望結(jié)論展望參考文獻(xiàn)附錄附錄AZigBee采集節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器的實(shí)物圖附錄BZigBee采集節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器電路圖附錄C系統(tǒng)測試實(shí)驗(yàn)圖致謝華南農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績評定表前言1.1課題研究的依據(jù)和意義1.1.1選題的依據(jù)我國是一個農(nóng)業(yè)大國，果樹種植具有地域分布廣泛、環(huán)境因子不確定等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的果樹種植業(yè)一般是靠果農(nóng)的經(jīng)驗(yàn)來定性地估計(jì)各種環(huán)境因子，無法對生產(chǎn)過程中的各種環(huán)境信息進(jìn)行精確測量，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化生產(chǎn)；另一方面，由于果樹種植的區(qū)域性特點(diǎn)比較強(qiáng)，不能有效進(jìn)行環(huán)境因子的搜集，難于進(jìn)行統(tǒng)一集中管理。果園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以對果園果樹生長環(huán)境土壤溫濕度、空氣溫濕度、光照等必要參數(shù)的監(jiān)測及相關(guān)問題的研究。一方面減輕了果農(nóng)的勞動強(qiáng)度，為環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)提供可靠地依據(jù)，另一方面為果樹生長的研究提供精確的數(shù)據(jù)，對果品提高有著重要的作用。果園采用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行綜合環(huán)境監(jiān)控和調(diào)節(jié)，可以最大程度創(chuàng)造果樹適宜的生長環(huán)境，提高水果的產(chǎn)量和質(zhì)量。既增加果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，又滿足人們對水果數(shù)量、質(zhì)量的需求。實(shí)現(xiàn)果園環(huán)境的自動化監(jiān)測對解決農(nóng)業(yè)領(lǐng)域存在的問題，盡快推進(jìn)我國設(shè)施農(nóng)業(yè)的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化，走農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的道路有著重要意義。作物正常的生命活動需要一定的環(huán)境條件，果樹也同樣如此。分析環(huán)境參數(shù)對果樹的影響及其相互關(guān)系，為果樹的生長、開花、結(jié)果等創(chuàng)造出更適宜的環(huán)境條件就尤為重要。適宜的環(huán)境條件不僅直接關(guān)系到果樹本身的生長狀況，而且影響到果農(nóng)關(guān)心的果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。影響果樹生長的主要環(huán)境參數(shù)有土壤養(yǎng)分、土壤濕度、溫度、光照強(qiáng)度、氣候條件等。為了能使果樹達(dá)到高產(chǎn)高質(zhì)，必須要對這些環(huán)境參數(shù)進(jìn)行精確的檢測和綜合的調(diào)控。果園環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對實(shí)現(xiàn)果樹管理的現(xiàn)代化、精細(xì)化有著非常重要的意義。1.1.2農(nóng)業(yè)監(jiān)測控制的必要性當(dāng)前，不少果園由于缺少一套合理的果園灌溉策略，以至在確定合適的灌水時間和水量時，往往帶有較大的盲目性，或灌得太多，或灌得太少；或者灌得太早，或者灌得太晚，與推行作物節(jié)水高產(chǎn)灌溉制度有較大的偏差，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)和不合理利用。因此，開展節(jié)水農(nóng)業(yè)研究，合理利用有限水資源，依據(jù)果園環(huán)境信息、土壤墑情、作物旱情和渠道工程實(shí)際，進(jìn)行渠系的優(yōu)化調(diào)配，切實(shí)地作好渠系引水、輸水、配水和田間灌水。根據(jù)灌區(qū)特點(diǎn)實(shí)行計(jì)劃用水與非充分灌溉（限額灌溉），即按作物水分生產(chǎn)函數(shù)與作物需水規(guī)律來調(diào)配水量，以求單位水量最大的經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)施節(jié)水型的灌溉農(nóng)業(yè)，這是事關(guān)我國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展乃至國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)帶戰(zhàn)略性的根本大事，也是提高農(nóng)業(yè)用水利用率，解決西北地區(qū)水問題的有效途徑。1.2國內(nèi)外課題研究現(xiàn)狀1.2.1國外的發(fā)展與現(xiàn)狀在一些設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家，其環(huán)境測控儀器起步較早，發(fā)展也較快。在美國、以色列、荷蘭、日本、韓國、加拿大、英國、法國等設(shè)施農(nóng)業(yè)相對發(fā)達(dá)的國家中，智能化環(huán)境測控技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的普及和應(yīng)用。美國現(xiàn)在大部分果園、農(nóng)場裝備了環(huán)境控制計(jì)算機(jī)，采用專家系統(tǒng)對環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)，創(chuàng)造出適宜作物生長的條件。美國Dasibi公司研制的Dasibi-1000系列環(huán)境空氣系統(tǒng)專門用于對空氣中的主要污染物進(jìn)行測量。RehardD.Driveretal（1999）設(shè)計(jì)了一個在線實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)，用于檢測工業(yè)加工過程中硫和氮的濃度，給工廠工作環(huán)境安全帶來一定的保障。這已經(jīng)在生產(chǎn)中發(fā)揮了積極的作用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在高度發(fā)達(dá)的工業(yè)化影響下，荷蘭農(nóng)業(yè)也具有了高度工業(yè)化的特征。作物環(huán)境溫度、光照、濕度等都采用智能控制系統(tǒng)進(jìn)行測控，同時也對作物生長情況進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)控。荷蘭開發(fā)的溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是通過人機(jī)交互界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和必要信息的顯示，可繪制出設(shè)定參數(shù)曲線、修正值曲線以及測量的數(shù)據(jù)曲線，可以從數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)出設(shè)定的時間段內(nèi)參數(shù)以便于必要的數(shù)據(jù)查詢，并能直接對計(jì)算機(jī)串行口進(jìn)行操作，完成上位機(jī)與下位機(jī)之間的通信。上位機(jī)軟件集參數(shù)設(shè)置、信息顯示、控制等功能于一體，同時還能夠很好地完成灌溉和氣候的控制和管理。歐洲環(huán)保局已經(jīng)建立了歐洲環(huán)境信息和觀測網(wǎng)，各參加國之間的合作是依靠電子網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。它的主要目標(biāo)是為歐洲環(huán)保局收集資料、數(shù)據(jù)，以便于歐洲環(huán)保局能對歐洲環(huán)境的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢作出及時和準(zhǔn)確的判斷。向歐共體及其成員國有關(guān)歐洲環(huán)境的客觀、可靠和可比較的信息，使各國能夠采取必要的措施來保護(hù)環(huán)境。與此同時，加拿大宇航局研制的太空大氣監(jiān)測系統(tǒng)已成功的向地面?zhèn)骰赝暾麍D像，科學(xué)家通過這些圖片，首次從太空鑒別地球大氣污染的主要來源?？梢?，環(huán)境監(jiān)測的科技化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化必將成為未來的趨勢。在許多國家遙測技術(shù)以廣泛應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測中，用以對土地、農(nóng)作物、洪水、森林火災(zāi)等進(jìn)行監(jiān)測。1.2.2國內(nèi)的發(fā)展與現(xiàn)狀目前，我國果園環(huán)境參數(shù)控制系統(tǒng)的研究與國外還有一定差距，首先我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化管理程度不高，有些只能實(shí)現(xiàn)對部分環(huán)境參數(shù)的控制，或需要人工控制，監(jiān)控條件也夠高。其次作物環(huán)境參數(shù)監(jiān)控儀器在全國的應(yīng)用具有明顯的不均衡性，從國外引進(jìn)以及我國自行開發(fā)的控制儀器，主要應(yīng)用于資金充足、技術(shù)實(shí)力雄厚的科研院所或農(nóng)業(yè)高新示范園，廣大農(nóng)村果園經(jīng)營者很少購買。監(jiān)控儀器系統(tǒng)在中國還沒有被廣泛的推廣開來。自70年代末起，在吸收國外發(fā)達(dá)國家果園環(huán)境監(jiān)控方面的高新科技的基礎(chǔ)上，我國農(nóng)業(yè)科研工作人員進(jìn)行了果園溫度、濕度、光照、養(yǎng)分等環(huán)境參數(shù)測控技術(shù)的綜合研究。但這些研究缺乏相應(yīng)的優(yōu)化軟件，基本上是環(huán)境單因素檢測和控制，沒有進(jìn)行全系統(tǒng)的研究，管理的效率不高。一些從國外引進(jìn)的環(huán)境智能測控系統(tǒng)，界面操作對于國內(nèi)用戶來說顯得難以應(yīng)。另外由于各國的氣候有較大差異，按照國外氣候設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)不一定符合國內(nèi)的控制要求，而且其核心技術(shù)對我們進(jìn)行了封鎖，大多數(shù)運(yùn)行費(fèi)用過高，其價格更是難以接受，在我國很難推廣。為針對我國特定環(huán)境下，許多學(xué)者也著手開發(fā)適合我國特定環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。羅鴻兵（2005）設(shè)計(jì)了GIS環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，本文采用GIS專業(yè)軟件(MapInfoProfessional6.5)和快速軟件開發(fā)平臺(Delphi7.0)，并利用MapX控件技術(shù)，研制了都江堰市GIS環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有對都江堰地表水環(huán)境、環(huán)境空氣、環(huán)境噪聲、工業(yè)廢水等環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測管理，同時具有都江堰市環(huán)境監(jiān)測信息的空間查詢、表達(dá)、統(tǒng)計(jì)和繪圖等功能，可使都江堰市環(huán)境監(jiān)測站直觀、有效地進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測信息管理。樊志平等（2010）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)和J2EE三層B/S架構(gòu)技術(shù)的柑橘園土壤墑情遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)采用具有ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸功能的XBee-PRO模塊和ECH2O型土壤水分傳感器EC-5為核心組成傳感器節(jié)點(diǎn)，部署于柑橘園的各個采集點(diǎn)對土壤墑情信息進(jìn)行采集、預(yù)處理和無線發(fā)送等工作，通過基于ARM9的嵌入式網(wǎng)關(guān)與Internet網(wǎng)絡(luò)連接，采集數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程Web主機(jī)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控中心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)分析處理和系統(tǒng)運(yùn)行的遠(yuǎn)程和實(shí)時監(jiān)控。王文山等（2012）設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的果園環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)，該果園環(huán)境信息監(jiān)測系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、無線傳感網(wǎng)絡(luò)模塊、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊和數(shù)據(jù)管理模塊四部分組成。其中數(shù)據(jù)采集模塊主要完成風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫濕度、二氧化碳濃度、土壤溫濕度、電導(dǎo)率以及視頻信息的自動采集；無線傳輸網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)將采集到的信息迅速高效可靠地傳輸?shù)娇偣?jié)點(diǎn)；遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)將總結(jié)點(diǎn)的的監(jiān)測數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)經(jīng)Internet傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，供數(shù)據(jù)管理模塊使用，同時還負(fù)責(zé)將管理模塊發(fā)出的攝像頭云臺控制指令傳送到采集端的控制器，通過控制器來對攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；數(shù)據(jù)管理模塊的主要功能是存儲屬性數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、刪除、修改、存儲、檢索和統(tǒng)計(jì)等管理。1.3本文主要工作1.3.1研究目標(biāo)用ZigBee節(jié)點(diǎn)、ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee移動終端等，搭建一個ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、電壓等信息的傳輸和收集、共享等。ZigBee協(xié)調(diào)器與GPRS模塊之間的連接主要是通過串口(DART)進(jìn)行連接，傳輸?shù)倪^程是透明的，由此實(shí)現(xiàn)ZigBee與GPRS網(wǎng)關(guān)的開發(fā)設(shè)計(jì)。基于上述模塊實(shí)現(xiàn)ZigBee與GPRS的網(wǎng)絡(luò)融合，進(jìn)而研究網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，通過模擬獲取數(shù)據(jù)，研究網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方案。1.3.2研究內(nèi)容1.深入了解ZigBee協(xié)議棧各層協(xié)議，包括媒介質(zhì)接入層(MAC層)的信標(biāo)管理機(jī)制、信道接入機(jī)制、保證時隙(GTS)管理機(jī)制、CSMA-CA機(jī)制、安全模式以及超幀結(jié)構(gòu)；深入了解ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等。詳細(xì)了解各層協(xié)議之間的接口。2.研發(fā)具有ZigBee無線通信功能的傳感器模塊，在硬件平臺上移植ZigBee協(xié)議棧。3.研究ZigBee的組網(wǎng)形式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。4.搭建ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上加上各種傳感器，實(shí)現(xiàn)基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺，開展應(yīng)用研究。5.研究GPRS模塊的硬件組成平臺，理解GPRS相關(guān)協(xié)議，在其上通過串口(UART)植入ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)。6.研究基于ZigBee與GPRS技術(shù)融合組網(wǎng)的工作原理和實(shí)現(xiàn)過程，數(shù)據(jù)如何在融合后的無線網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸，如何獲取遠(yuǎn)程的目標(biāo)信息，開展應(yīng)用研究。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2.1.1ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)2003年，一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ZigBee誕生。它主要適用于短距離無線通信方式，依照802.15.4/19標(biāo)準(zhǔn)，可以使用大量的微型傳感器之間相互協(xié)同工作實(shí)現(xiàn)通信。ZigBee的出現(xiàn)加快了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展，在早期的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中，ZigBee一直都被應(yīng)用于傳送那些簡單的感知信息或者遠(yuǎn)程控制的信號量。但是隨著近幾年需求的不斷增長，一些研究人員也開始嘗試在ZigBee的環(huán)境下傳送語音、圖像，并建立了相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)模型和網(wǎng)絡(luò)模型。目前市場上大多數(shù)多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)也都使用ZigBee射頻模塊，如前文提到的TelosB,MicaZ,TmoteSky等都是采用了ZigBee射頻模塊CC2420/CC2430。ZigBee是一種介于無線標(biāo)記和藍(lán)牙之間的技術(shù)，主要用于近距離無線連接。ZigBee的傳輸距離在10m-100m范圍內(nèi)，在空曠的環(huán)境中可達(dá)150m。1臺ZigBee設(shè)備可與多達(dá)254臺其他ZigBee設(shè)備連接，它依據(jù)IEEE80215.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議，可以在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)并實(shí)現(xiàn)通信。這些傳感器只需很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以通信效率非常高。典型的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn)。ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。所有傳感器節(jié)點(diǎn)將采集到的狀態(tài)信息都通過路由傳送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過RS-232串口與外部通訊。2.1.2GPRS無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)GPRS網(wǎng)絡(luò)是一種以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)，傳輸數(shù)據(jù)及指令的高效數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。它的基本功能是在移動終端和Internet網(wǎng)絡(luò)的路由器之間傳遞分組數(shù)據(jù)。與電路交換相比，具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、永久在線和費(fèi)用低等特點(diǎn)。2.1.3Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)Wi-Fi(WirelessFidelity)，就是高保真無線通信的一種協(xié)議，正式名稱是IEEE802.11b，屬于短距離無線通信技術(shù)。1997年由IEEE發(fā)表的IEEE802.11協(xié)議，隨著技術(shù)的發(fā)展己經(jīng)有了IEEE802.11a/b/g/n等不同的版本，通常被統(tǒng)稱為Wi-Fi。它是一種短距離無線傳輸技術(shù)，其主要特性為:安全性好，傳輸速率快，在較開闊的區(qū)域，沒有較多障礙物的條件下，通信距離可達(dá)300米。目前己有不少研究人員提出了基于IEEE802.11系列協(xié)議的無線多媒體傳感器節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，它通過使用PCMCIA接口直接插入網(wǎng)卡通信，可以獲得極高的服務(wù)質(zhì)量，多用于傳輸圖像視頻流等多媒體文件。但由于其成本高、能量消耗大、連接能力有限等，更多的只能應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境。2.1.4藍(lán)牙無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)藍(lán)牙(Bluetooth，)也就是后來的IEEE802.15.1，它是一種低成本短距離的無線通信技術(shù)。1998年由IBM、3COM等多家巨頭公司共同推出的藍(lán)牙技術(shù)(Bluetooth，也就是后來的IEEE802.15.1)，它是一種低成本短距離的無線通信技術(shù)，為固定與移動設(shè)備建立一個無線通信環(huán)境。藍(lán)牙技術(shù)因其開放式接口標(biāo)準(zhǔn)、開源的軟件支持和適度的電源消耗令工業(yè)控制、自動控制、玩具制造等業(yè)者雀躍不己，同時隨著WSN的深入研究有些學(xué)者也考慮使用藍(lán)牙技術(shù)傳輸多媒體圖像和語音信息。藍(lán)牙技術(shù)的數(shù)據(jù)速率能達(dá)到1Mbit/s且支持語音與數(shù)據(jù)傳輸，但它的通信距離一般只有l(wèi)0m，而且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)最多只能支持7個。由于藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)，使用藍(lán)牙技術(shù)構(gòu)建的無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)一般應(yīng)用于對服務(wù)質(zhì)量要求較高、數(shù)據(jù)速率要求較快、工作節(jié)點(diǎn)數(shù)目不多的環(huán)境中。2.1.5ZigBee與主要無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的比較我們將從無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)大小和傳輸距離，價格等方面，將ZigBee與Wi-Fi，GPRS和Bluetooth技術(shù)比較如表1所示。表1四種傳輸標(biāo)推之間的比較ZigBeeGPRSWi-FiBluetooth最大數(shù)據(jù)速率250Kbps64~128+Kbps54Mbps3Mbps（v2.0）輸出功率1~2mW1~1000mW40~200mW1~100mW覆蓋范圍2~20m1000+m20~100m20~100m使用頻段2.4GHz900MHz2.4GHz2.4GHz最大網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)650001307協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4CDMA/GSMIEEE802.11IEEE802.15.1模塊價格約3美元約15美元約25美元2-5美元ZigBee與現(xiàn)在的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，藍(lán)牙的傳輸距離太短，Wi-Fi成本高，綜合考慮后采用ZigBee與GPRS融合技術(shù)的方案。GPRS技術(shù)是移動通信技術(shù)和IP技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，數(shù)據(jù)在傳送過程中要遵循TCP/IP協(xié)議。移動網(wǎng)絡(luò)路由直接和因特網(wǎng)相連，被分配一個固定的IP地址，提供了移動網(wǎng)絡(luò)與廣域網(wǎng)的接口。設(shè)備服務(wù)器處在廣域網(wǎng)中，ZigBee設(shè)備要接入服務(wù)器，有兩種方式，一種是直接接入寬帶網(wǎng)絡(luò)，別一種是通過移動網(wǎng)絡(luò)接入Internet。如果ZigBee設(shè)備通過移動互聯(lián)網(wǎng)接入Internet，就必然要實(shí)現(xiàn)ZigBee協(xié)議到TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)換。這便有了ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)。在ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位和控制等一系列功能后，整個ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)發(fā)送到ZigBee網(wǎng)絡(luò)匯節(jié)點(diǎn)(協(xié)調(diào)器)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理后，匯接點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給GPRS網(wǎng)絡(luò)，最后由GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程的控制總臺;同時，控制總臺的指令等數(shù)據(jù)由反向鏈路回送給ZigBee網(wǎng)絡(luò)。因此有必要在ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)間，設(shè)計(jì)一個安全、可靠、性能高的GPRS-ZigBee網(wǎng)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的平滑傳輸。ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)是ZigBee網(wǎng)絡(luò)與移動網(wǎng)絡(luò)的一個中轉(zhuǎn)站，它實(shí)現(xiàn)了移動網(wǎng)絡(luò)與ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸及協(xié)議的轉(zhuǎn)換。通過GPRS移動網(wǎng)關(guān)，也可實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。網(wǎng)關(guān)是整個網(wǎng)絡(luò)平臺的核心。它可以接收各種設(shè)備傳送上來的信息，對這些信息進(jìn)行智能處理后上傳至GPRS網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)；也可以將從GPRS網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)傳送過來的控制信息傳送至特定的一臺設(shè)備。2.2系統(tǒng)主要功能與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在于提供一種基于物聯(lián)網(wǎng)的果園監(jiān)測與智能灌溉決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對果園的土壤水分、土壤濕度、溫度、光照強(qiáng)度、氣候條件等基本信息進(jìn)行自動采集，然后根據(jù)作物的需水理論構(gòu)造相應(yīng)的灌溉策略模型，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況作出灌溉決策，并控制下位機(jī)工作以實(shí)現(xiàn)智能灌溉。下圖是物聯(lián)網(wǎng)果園監(jiān)控與決策系統(tǒng)框圖1。果園環(huán)境信息采集系統(tǒng)果園環(huán)境智能決策系統(tǒng)果園環(huán)境信息采集系統(tǒng)果園環(huán)境智能決策系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)果園監(jiān)控與決策系統(tǒng)土壤溫濕度傳感器土壤水分含量光照度傳感器電磁閥開關(guān)限流開關(guān)電源總開關(guān)水泵電源開關(guān)在環(huán)境監(jiān)控方面，該物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將ZigBee節(jié)點(diǎn)放置監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)能夠自主形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，每個傳感器終端節(jié)點(diǎn)搜集周圍環(huán)境的溫度、濕度、光照強(qiáng)度等信息，這些終端節(jié)點(diǎn)將采集到的環(huán)境信息傳送給ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器對環(huán)境信息進(jìn)行處理后再通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳至ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將溫度等信息發(fā)送到監(jiān)控管理中心，監(jiān)控人員根據(jù)檢測信息及時進(jìn)行決策和處理。系統(tǒng)可分為果園環(huán)境信息采集系統(tǒng)與果園環(huán)境智能決策系統(tǒng)。果園環(huán)境信息采集系統(tǒng)的基本功能是通過各類傳感器和采集設(shè)備實(shí)時采集果園現(xiàn)場環(huán)境的基本信息，土壤含水量、降雨量、氣溫、光照度信息等。這些基本信息是整個系統(tǒng)決策的依據(jù)，這些信息被傳輸?shù)较到y(tǒng)后，系統(tǒng)將根據(jù)情況作出灌溉決策。所以，信息采集的及時性、可靠性和完整性，是對信息采集系統(tǒng)的基本性能要求。果園環(huán)境智能決策系統(tǒng)的基本功能是根據(jù)信息采集系統(tǒng)傳送來的灌區(qū)基本情況信息，結(jié)合系統(tǒng)知識庫里的作物需水需肥等理論依據(jù)和特性要求，按照一定的規(guī)則進(jìn)行推理計(jì)算，及時作出準(zhǔn)確的灌溉決策，并向控制子系統(tǒng)發(fā)出具體的操作指令。2.3系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)利用本文設(shè)計(jì)的GPRS網(wǎng)關(guān)，用戶可以實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)之間的互通，無線網(wǎng)關(guān)可轉(zhuǎn)發(fā)無線傳感器網(wǎng)節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)至互聯(lián)網(wǎng)中的PC主機(jī)。通訊的效果示意圖如圖2所示。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)InternetCC2530終端節(jié)點(diǎn)1溫計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)InternetCC2530終端節(jié)點(diǎn)1溫濕度傳感器光敏傳感器...CC2530終端節(jié)點(diǎn)n溫濕度傳感器光敏傳感器CC2530路由節(jié)點(diǎn)CC2530協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)串口ZigbeeGPRS網(wǎng)關(guān)2.4系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)該系統(tǒng)通過ZigBee網(wǎng)關(guān)來采集節(jié)點(diǎn)的信息，包括土壤溫度、濕度值，光照強(qiáng)度，每個節(jié)點(diǎn)都有特定的IEEE地址地址，用C#編程，如圖3顯示通訊的界面示意圖。圖3通訊的界面示意圖系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)的硬件模塊ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)是一個小服務(wù)器系統(tǒng)，該系統(tǒng)由ZigBee協(xié)調(diào)器、嵌入式服務(wù)器和GPRS模塊組成，作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與以監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)交換的中轉(zhuǎn)站，所有無線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)均發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，并由其進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給以太網(wǎng)和GSM網(wǎng)，通過GSM網(wǎng)關(guān)發(fā)送到Internet上；反之，Internet和GSM數(shù)據(jù)也需由服務(wù)器進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后，才發(fā)送給ZigBee網(wǎng)絡(luò)。該子系統(tǒng)主要包括三個部分：a.協(xié)調(diào)器：協(xié)調(diào)器由ZigBee節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，通過串口與GPRS模塊相連，是ZigBee網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)的接口，負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的組建與管理，通過它能控制整個網(wǎng)絡(luò)，以及它與外部網(wǎng)絡(luò)的連接方式；b.路由器：路由器由ZigBee節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，放置在環(huán)境終端采集環(huán)境信息；c.GPRS模塊：GPRS模塊通過串口與嵌入式服務(wù)器相連，用于將ZigBee數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)或?qū)P數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ZigBee數(shù)據(jù)，通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至移動客戶端，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測環(huán)境的實(shí)時移動監(jiān)測。如圖4是系統(tǒng)的硬件組成模塊。1GPRS網(wǎng)關(guān)，2以太網(wǎng)協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)，3終端采集節(jié)點(diǎn)，4土壤水分含量傳感器、土壤溫度濕度傳感器圖4系統(tǒng)的硬件組成模塊3.2CC2530介紹CC2530的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖5所示，CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KBRAM和許多其他強(qiáng)大的功能。CC2530具有不同的運(yùn)行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進(jìn)一步確保了低能源消耗。圖5CC2530內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖CC2530模塊是由CC2530芯片添加極少的外圍元器件組成，包括晶振時鐘電路、射頻輸入和輸出匹配電路。通過添加這些外圍器件，CC2530具備了無線通信的功能，頻率為2.4G。CC2530模塊的最小系統(tǒng)電路圖如圖6所示。圖6CC2530模塊最小系統(tǒng)電路圖3.2.1ZigBee協(xié)調(diào)器硬件電路該部分電路圖詳見附錄B，主要由RFCC2530模塊、串口電路模塊、電源模塊、JTAG下載模塊、OM12864液晶模塊和按鍵模塊等組成，ZigBee協(xié)調(diào)器主要匯聚終端節(jié)點(diǎn)采集回來的信息、打包并加以處理，然后通過串口輸出。圖7ZigBee協(xié)調(diào)器硬件電路3.2.2ZigBee節(jié)點(diǎn)硬件電路該部分電路圖詳見附錄B，主要由RFCC2530模塊、電源模塊、EEPPROM、繼電器模塊、電源模塊和傳感器采集模塊等組成，ZigBee節(jié)點(diǎn)主要采集溫濕度、兩路電壓值、光照強(qiáng)度和控制繼電器驅(qū)動電磁閥。圖8圖8ZigBee節(jié)點(diǎn)硬件電路3.3GPRS網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)3.3.1GPRS模塊與SIM卡接口電路設(shè)計(jì)表2GPRS模塊引腳與SIM卡對應(yīng)接口表管腳號信號名稱功能1SIMCLKSIM卡時鐘2VSIMSIM卡電源3SIMIOSIM卡數(shù)據(jù)4SIMRSTSIM卡復(fù)位5GNDSIM卡接地圖9圖9GPRS模塊電路圖10GPRS模塊與SIM卡接口電路3.3.2GPRS模塊與ZigBee通訊電路設(shè)計(jì)ZigBee和GPRS的通訊電路設(shè)計(jì)如圖11所示。其實(shí)質(zhì)就是一個ZigBee的串口模塊通過RS232與GPRS通信模塊連接。圖11ZigBee和GPRS的通訊電路圖12GPRS串口電路與ZigBee連接電路圖13ZigBee芯片引腳接口電路圖3.4傳感器模塊的設(shè)計(jì)3.4.1SHT11溫濕度傳感器的硬件設(shè)計(jì)SHT11有四個引腳，分別是VCC、GND、DATA、SCK。VCC是電源引腳，工作電壓是2.3-5.2V，GND接地，DATA是數(shù)據(jù)引腳，SCK是時鐘引腳。CC2530內(nèi)置的8051處理器與SHT11之間的時鐘同步用的是SCK引腳。DATA管腳用于數(shù)據(jù)讀取。SHT11的詳細(xì)連接電路如下：VCC管腳連接3.3V電源；VCC管腳和GND管腳之間加入一個100nF的極性濾波電容；DATA管腳和主控的P0.3管腳相連,為了避免信號沖突，VCC和DATA之間再接一個10K的上拉電阻；SCK管腳和主控的P0.2管腳相連。具體的電路設(shè)計(jì)如圖14所示。圖14SHT11電路連接圖3.4.2土壤水分傳感器的硬件設(shè)計(jì)該模塊由以下幾個部分組成：水分傳感元件、電位器和輸出端口。其中水分傳感元件是一個濕敏電阻，可以通過吸收空氣中的水分來改變其電阻值,電位器用來調(diào)節(jié)電壓大小，系統(tǒng)采集土壤水分含量的傳感器的電路如圖15。圖15土壤水分傳感器電路圖3.4.3光敏傳感器的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的光敏傳感器選擇光敏電阻來采集光照強(qiáng)度，需要將CC2530的P0_1設(shè)置為輸出，且為低電平，使得S_VDD與VCC連通，為3V左右。光敏傳感器的原理圖如圖16所示。圖16圖16光敏傳感器的原理圖以3V為供電電壓，如果ADC采集得到的電壓設(shè)為x伏（已知）；那么照度擬合計(jì)算公式(X單位：千歐，Y單位：lux)以冪函數(shù)方式擬合照度（lux）曲線方程，其中x為瞬時的光電阻值，y為照1155度值；y1.97xx通過matlab函數(shù)繪圖語句：fplot(@(x)1155*x^(-1.5)+1.97,[11000])照度（照度（Lux）擬合曲線103xuL位單102，值度照101 100100 101 102 103圖17光曲線圖3.5電磁閥控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.5.1電磁閥控制電路TLP521是可控制的光電藕合器件，通過三極管8050來驅(qū)動DC5V的繼電器，然后可以通過繼電器的開合來控制電磁閥的開關(guān)。圖18電磁閥控制電路圖3.5.2電磁閥驅(qū)動電路設(shè)計(jì)電磁閥的驅(qū)動使用LG9110S芯片，該芯片被廣泛應(yīng)用于玩具汽車電機(jī)驅(qū)動、自動閥門電機(jī)驅(qū)動、電磁門鎖驅(qū)動等電路。電磁閥驅(qū)動電路如圖6所示，VCC_VALUE是電源線，IA、IB為輸入端口，連接單片機(jī)的P0.1、P0.2；VOUT1和VOUT2為輸出端口，連接在電磁閥的兩端。VOUT1和VOUT2之間連的電阻和電容，主要的作用是防靜電干擾。圖19電磁閥驅(qū)動電路圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)的軟件模塊本研究旨在基于WSN的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及GPRS無線傳輸技術(shù)下開發(fā)一套能夠根據(jù)采集到的信息為果園灌溉管理用戶提供優(yōu)化分配的決策支持的果園灌溉決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)ZigBee采集到土壤水分，溫濕度，光照度等信息，再通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳給上位機(jī)，PC機(jī)在控制界面利用決策結(jié)果對果園灌溉設(shè)備進(jìn)行自動控制。因此，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖20所示。Zigbee協(xié)議棧初始化Zigbee協(xié)議棧初始化組建Zigbee網(wǎng)絡(luò)組建GPRS網(wǎng)絡(luò)上位機(jī)拓?fù)鋱D結(jié)束開始圖20系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境4.2.1基于IAR軟件的ZigBee開發(fā)流程ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)平臺IAREmbeddedWorkbench（簡稱EW）的C/C++交叉編譯器和調(diào)試器是今天世界最完整的和最容易使用專業(yè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具。EW對不同的微處理器提供一樣直觀用戶界面。EW今天已經(jīng)支持35種以上的8位/16位32位ARM的微處理器結(jié)構(gòu)。EW包括：嵌入式C/C++優(yōu)化編譯器，匯編器，連接定位器，庫管理員，編輯器，項(xiàng)目管理器和C-SPY調(diào)試器中。使用IAR的編譯器最優(yōu)化最緊湊的代碼，節(jié)省硬件資源，最大限度地降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品競爭力。EWARM是IAR目前發(fā)展很快的產(chǎn)品，EWARM已經(jīng)支持ARM7/9/10/11XSCALE，并且在同類產(chǎn)品中具有明顯價格優(yōu)勢。其編譯器可以對一些SOC芯片進(jìn)行專門的優(yōu)化。如Atmel，TI，ST，Philips。除了EWARM標(biāo)準(zhǔn)版外，IAR公司還提供EWARMBL（256K）的版本，方便了不同層次客戶的需求。IARSystem是嵌入式領(lǐng)域唯一能夠提供這種解決方案的公司。EW支持35種以上的8位/16位/32位的微處理器結(jié)構(gòu)。典型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)是基于標(biāo)準(zhǔn)的開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)七層模型，如圖21是ZigBee協(xié)議棧的開發(fā)界面。圖21ZigBee協(xié)議棧的開發(fā)界面程序正常啟動時，打開串口，設(shè)置好ZigBee協(xié)調(diào)器的信道和PANID號，初始化協(xié)調(diào)器，連接GPRS服務(wù)器。當(dāng)串口接收到來自ZigBee協(xié)調(diào)器的數(shù)據(jù)包時，進(jìn)行解析并且處理相關(guān)的數(shù)據(jù)，再通過互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)器主機(jī)；主機(jī)同樣也可以通過指令控制ZigBee協(xié)調(diào)器或者節(jié)點(diǎn)。基于IAR軟件的ZigBee開發(fā)的總體流程圖如圖22所示。開始配置物理地址開始配置物理地址配置物理地址配置網(wǎng)路通道配置網(wǎng)路通道配置PANID配置PANID初始化串口初始化串口串口是否接收到數(shù)據(jù)串口是否接收到數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理并顯示數(shù)據(jù)處理并顯示YN是否連接到服務(wù)器是否連接到服務(wù)器連接GPRS服務(wù)器連接GPRS服務(wù)器YN服務(wù)器主機(jī)顯示數(shù)據(jù)服務(wù)器主機(jī)顯示數(shù)據(jù)監(jiān)聽IP地址和某一端口監(jiān)聽IP地址和某一端口是否有客戶請求連接是否有客戶請求連接是否收到控制命令是否收到控制命令通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)給協(xié)調(diào)器通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)給協(xié)調(diào)器Zigbee執(zhí)行智能控制決策Zigbee執(zhí)行智能控制決策NNYY啟動Zigbee協(xié)調(diào)器啟動Zigbee協(xié)調(diào)器圖22ZigBee開發(fā)的總體流程圖4.2.2基于C#軟件的上位機(jī)設(shè)計(jì)VisualStudio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，VisualStudio可以用來創(chuàng)建Windows平臺下的Windows應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，也可以用來創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和Office插件。它是一套完整的開發(fā)工具集，用于生成ASP.NETWeb應(yīng)用程序、XMLWebServices、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序。VisualBasic、VisualC++、VisualC#和VisualJ#全都使用相同的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，利用此IDE可以共享工具且有助于創(chuàng)建混合語言解決方案。另外，這些語言利用了.NETFramework的功能，通過此框架可使用簡化ASPWeb應(yīng)用程序和XMLWebServices開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。C#．NET則是一種高級的面向組件的編程語言；C#．NET采用了內(nèi)存垃圾的回收技術(shù)，即內(nèi)存的分配是自動完成的，當(dāng)被C#的對象占用的內(nèi)存在該對象不再被使用時，將被釋放；C#．NET中的對象會被自動地轉(zhuǎn)換成C#．NET模式；總之，C#．NET是一種類型安全的、現(xiàn)代的、簡單的，由C和C++衍生出來的面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，兼具VisualBasic的開發(fā)時間短和C++的效率高的特點(diǎn)。本文軟件開發(fā)采用VisualStudio2010。它同時帶來了.NETFramework4.0、MicrosoftVisualStudio2010CTP(CommunityTechnologyPreview--CTP)，并且支持開發(fā)Windows7的應(yīng)用程序。本文軟件VisualStudio基于C#語言開發(fā)出來的ZigBee拓?fù)鋱D如圖22。圖22C#開發(fā)的ZigBee拓?fù)鋱D4.3CC2530的IAR軟件開發(fā)4.3.1CC2530協(xié)議棧的介紹ZigBee協(xié)議使用IEEE802.15.4規(guī)范作為介質(zhì)訪問層(MAC)和物理層(PHY)。IEEE802.15.4總共定義了3個工作頻帶：2.4GHz,915MHz和868MHz。每個頻帶提供固定數(shù)量的信道。例如，2.4GHz頻帶總共提供16個信道(信道11-26),915MHz頻帶提供10個信道(信道1-10)而868MHz頻帶提供1個信道(信道0)。協(xié)議的比特率由所選擇的工作頻率決定。2.4GHz頻帶提供的數(shù)據(jù)速率為250kbps。915MHz頻帶提供的數(shù)據(jù)速率為40kbps而868MHz頻帶提供的數(shù)據(jù)速率為20kbps。由于數(shù)據(jù)包開銷和處理延遲，實(shí)際的數(shù)據(jù)吞吐量會小于規(guī)定的比特率。IEEE802.15.4MAC數(shù)據(jù)包的最大長度為127字節(jié)。每個數(shù)據(jù)包都由頭字節(jié)和16位CRC值組成。16位CRC值驗(yàn)證幀的完整性。此外，IEEE802.15.4還可以選擇使用應(yīng)答數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。使用這種方法，所有特殊ACK標(biāo)志位置1的幀均會被它們的接收器應(yīng)答。這就可以確定幀實(shí)際上已經(jīng)被傳遞了。如果發(fā)送幀的時候置位了ACK標(biāo)志位而且在一定的超時期限內(nèi)沒有收到應(yīng)答，發(fā)送器將重復(fù)進(jìn)行固定次數(shù)的發(fā)送，如仍無應(yīng)答就宣布發(fā)生錯誤。注意接收到應(yīng)答僅僅表示幀被MAC層正確接收，而不表示幀被正確處理，這是非常重要的接收節(jié)點(diǎn)的MAC層可能正確地接收并應(yīng)答了一個幀，但是由于缺乏處理資源，該幀可能被上層丟棄。因此，很多上層和應(yīng)用程序要求其他的應(yīng)答響應(yīng)。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中存在三種邏輯設(shè)備類型：Coordinator(協(xié)調(diào)器)，Router(路由器)和End-Device(終端設(shè)備)。ZigBee網(wǎng)絡(luò)由一個Coordinator、多個Router（也可以沒有）和多個End-Device（也可以沒有）組成。圖23ZigBee設(shè)備類型4.3.2CC2530的組網(wǎng)參數(shù)設(shè)定CC2530有PrimaryIEEEEaddress、SecondaryIEEEaddress以及RandomIEEE地址Primary是無法設(shè)置的，Secondary是可以設(shè)置的，通過smartRFFlashProgrammer。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時，ZigBee協(xié)議棧依據(jù)以下四個優(yōu)先級來決定IEEE地址：從Z-Stack的NV中讀取；在SecondaryIEEE地址位置查找；在PrimaryIEEE地址位置查找；用隨機(jī)產(chǎn)生的數(shù)創(chuàng)建臨時IEEE地址。圖25CC2530的物理地址燒寫軟件 每一個設(shè)備都必須有一個DEFAULT_CHANLIST 來控制信道集合。對于一個ZigBee協(xié)調(diào)起來說，這個表格用來掃描噪音最小的信道。對于終端節(jié)點(diǎn)和路由器節(jié)點(diǎn)來說，這個列表用來掃描并加入一個存在的網(wǎng)絡(luò)。這個可選配置項(xiàng)用來控制ZigBee路由器和終端節(jié)點(diǎn)要加入哪個網(wǎng)絡(luò)。文件f8wConfg.cfg中的ZDOCONFIGPANID參數(shù)可以設(shè)置為一個0~0x3FFF之問的一個值。協(xié)調(diào)器使用這個值，作為它要啟動的網(wǎng)絡(luò)的PANID。而對于路由器節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)來說只要加入一個已經(jīng)用這個參數(shù)配置了PANID的網(wǎng)絡(luò)。如果要關(guān)閉這個功能，只要將這個參數(shù)設(shè)置為OxFFFF。圖26IAR軟件界面協(xié)議棧默認(rèn)的設(shè)置是0xd5，為了擴(kuò)展信號傳輸?shù)木嚯x，我把TXPOWER寄存器值改為0xf5，此時輸出功率為4.5dBm。在mac_radio.c文件，做了如下修改：voidmacRadioSetTxPower(uint8txPower){halIntState_ts;if(txPower>MAC_RADIO_TX_POWER_MAX_DBM){txPower=MAC_RADIO_TX_POWER_MAX_DBM;}HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(s);reqTxPower=macRadioDefsTxPowerTable[txPower];HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(s);/*updatetheradiopowersetting*///**************自己修改*******reqTxPower=0xF5;//*******************************macRadioUpdateTxPower();}4.3.3CC2530的數(shù)據(jù)通訊程序協(xié)調(diào)器收集節(jié)點(diǎn)信息，接收到數(shù)據(jù)后打包發(fā)給PC機(jī)，然后通過串口輸出，串口連接GPRS網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)數(shù)據(jù)顯示。/**************************************************************************UartRxComMessageMSGCB：串口輸出函數(shù)**************************************************************************/voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){#ifdefslan_COORDosal_stop_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);memcpy(RfRx.RxBuf,pkt->cmd.Data,pkt->cmd.DataLength);if(RfRx.RXDATA.Head[0]=='&'){if((RfRx.RXDATA.Head[1]=='W')||(RfRx.RXDATA.Head[1]=='S')||(RfRx.RXDATA.Head[2]=='N')){//新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)if((RfRx.RXDATA.HeadCom[0]=='J') &&(RfRx.RXDATA.HeadCom[1]=='O')&&(RfRx.RXDATA.HeadCom[2]=='1')){}RfRx.RxBuf[23]=pkt->LinkQuality;//接收到節(jié)點(diǎn)信息幀,一律轉(zhuǎn)發(fā)到PC機(jī).HalUARTWrite (HAL_UART_PORT_0, RfRx.RxBuf,pkt->cmd.DataLength);//從串口輸出HalLedBlink(HAL_LED_1,2,50,1000);}}#endif#if(defined(slan_ROUTER)||defined(slan_RFD))//ROUTERORRFDSampleApp_MessageMSGCB_Node(pkt);#endif}4.3.4串口通訊程序串口的初始化程序代碼如下：voidMT_UartInit(){halUARTCfg_tuartConfig;/*InitializeAPPID*/App_TaskID=0;/*UARTConfiguration*/uartConfig.configured=TRUE;uartConfig.baudRate=MT_UART_DEFAULT_BAUDRATE;uartConfig.flowControl=MT_UART_DEFAULT_OVERFLOW;uartConfig.flowControlThreshold=MT_UART_DEFAULT_THRESHOLD;uartConfig.rx.maxBufSize=MT_UART_DEFAULT_MAX_RX_BUFF;uartConfig.tx.maxBufSize=MT_UART_DEFAULT_MAX_TX_BUFF;uartConfig.idleTimeout=MT_UART_DEFAULT_IDLE_TIMEOUT;uartCEnable=TRUE;#ifdefined(ZTOOL_P1)||defined(ZTOOL_P2)uartConfig.callBackFunc=MT_UartProcessZToolData;#elifdefined(ZAPP_P1)||defined(ZAPP_P2)uartConfig.callBackFunc=MT_UartProcessZAppData;#elseuartConfig.callBackFunc=NULL;#endif/*StartUART*/#ifdefined(MT_UART_DEFAULT_PORT)HalUARTOpen(MT_UART_DEFAULT_PORT,&uartConfig);#else(void)uartConfig;#endif/*InitializeforZApp*/#ifdefined(ZAPP_P1)||defined(ZAPP_P2)/*DefaultmaxbytesthatZAPPcantake*/MT_UartMaxZAppBufLen=1;MT_UartZAppRxStatus=MT_UART_ZAPP_RX_READY;#endif}協(xié)議棧中UART有兩種模式，中斷或者DMA，可以通過UART配置結(jié)構(gòu)：typedefstruct{uint8*rxBuf;uint8rxHead;uint8rxTail;uint8rxMax;uint8rxCnt;uint8rxTick;uint8rxHigh;uint8*txBuf;#ifHAL_UART_BIG_TX_BUFuint16txHead;uint16txTail;uint16txMax;uint16txCnt;#elseuint8txHead;uint8txTail;uint8txMax;uint8txCnt;#endifuint8txTick;uint8flag;halUARTCBack_trxCB;}uartCfg_t;協(xié)議棧為串口收發(fā)分別配置了一塊內(nèi)存空間rxBuf和txBuf,具體在HalUARTOpen()里配置。而中斷與DMA這兩種模式具體就運(yùn)用于數(shù)據(jù)在串口緩存U0_1DBUF與rxBuf/txBuf之間傳送的過程： 串口接收DMA 模式：(data)—>U0DBUFHalUARTRead()讀取rxBuf數(shù)據(jù)進(jìn)行處理—(DMA)—>rxBuf—>串口接收中斷模式：(data)—>U0DBUF—(中斷)—>rxBuf—>HalUARTRead()讀取rxBuf數(shù)據(jù)進(jìn)行處理串口發(fā)送DMA模式：(data)—<U0DBUF<—(DMA)—txBuf串口發(fā)送中斷模式：(data)—<U0DBUF<—(中斷)—txBuf4.3.5SHT11溫濕度采集程序elseif(RfRx.RXDATA.HeadCom[1]=='H'){//讀節(jié)點(diǎn)濕度#ifdefslan_RFDJVCCON();Sht1xINIT();WaitUs(1000);#endifmemset(RfTx.TxBuf,0,29);sampleApp_DataFrame(&RfTx.TXDATA);//打包常用數(shù)據(jù)幀RfTx.TXDATA.HeadCom[0]='R';RfTx.TXDATA.HeadCom[1]='H';RfTx.TXDATA.HeadCom[2]='T';//RfTx.TXDATA.Link=pkt->LinkQuality;//網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量RfTx.TXDATA.DataBuf[0]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[1]=temp1;SendData(0x0000,RfTx.TxBuf,29);#ifdefslan_RFDJVCCOFF();#endif}elseif(RfRx.RXDATA.HeadCom[1]=='T'){//讀節(jié)點(diǎn)溫度#ifdefslan_RFDJVCCON();Sht1xINIT();WaitUs(1000);//1000#endifmemset(RfTx.TxBuf,0,29);sampleApp_DataFrame(&RfTx.TXDATA);//打包常用數(shù)據(jù)幀RfTx.TXDATA.HeadCom[0]='R';RfTx.TXDATA.HeadCom[1]='T';RfTx.TXDATA.HeadCom[2]='T';//RfTx.TXDATA.Link=pkt->LinkQuality;//網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量RfTx.TXDATA.DataBuf[0]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[1]=temp1;SendData(0x0000,RfTx.TxBuf,29);#ifdefslan_RFDJVCCOFF();#endif}4.3.6土壤溫濕度采集程序if(events&SHIT_XX_EVT){if(AAA==3){sampleApp_DataFrame(&RfTx.TXDATA);//打包常用數(shù)據(jù)幀RfTx.TXDATA.HeadCom[0]='R';RfTx.TXDATA.HeadCom[1]='1';RfTx.TXDATA.HeadCom[2]='2';P0SEL&=~0X70;P0DIR&=~0X70;temp1=HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_5,HAL_ADC_RESOLUTION_14); RfTx.TXDATA.DataBuf[0]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[1]=temp1;temp1=HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_6,HAL_ADC_RESOLUTION_14); temp1=(uint16)((((float)(temp1)/0X1FFF*3.3))*1.67*100);RfTx.TXDATA.DataBuf[2]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[3]=temp1;temp1=HalAdcRead(HAL_ADC_CHANNEL_4,HAL_ADC_RESOLUTION_14); temp1=(uint16)((((float)(temp1)/0X1FFF*3.3))/47.0*100);RfTx.TXDATA.DataBuf[4]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[5]=temp1;SendData(0x0000,RfTx.TxBuf,29);#ifdefslan_RFDJVCCOFF();#endif}}4.3.7光照強(qiáng)度采集程序elseif(RfRx.RXDATA.HeadCom[1]=='L'){//讀節(jié)點(diǎn)光敏memset(RfTx.TxBuf,0,29);sampleApp_DataFrame(&RfTx.TXDATA);//打包常用數(shù)據(jù)幀RfTx.TXDATA.HeadCom[0]='R';RfTx.TXDATA.HeadCom[1]='L';RfTx.TXDATA.HeadCom[2]='T';//RfTx.TXDATA.Link=pkt->LinkQuality;//網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量RfTx.TXDATA.DataBuf[0]=temp1>>8;RfTx.TXDATA.DataBuf[1]=temp1;//光敏數(shù)據(jù)SendData(0x0000,RfTx.TxBuf,29);}4.3.8電磁閥控制程序//電磁閥控制輸出voidWSDputpin(unsignedcharpin,unsignedcharmode){switch(pin){caseRELAYA://繼電器A控制switch(mode){caseMODEHIGH:RAINIT();RA=HIGH;JDQA_flag='1';break;//直接輸出高電平caseMODELOW:RAINIT();RA=LOW;JDQA_flag='2';break;//直接輸出低電平}break;caseRELAYB://繼電器B控制switch(mode){caseMODEHIGH:RBINIT();RB=HIGH;JDQB_flag='1';break;//直接輸出高電平caseMODELOW:RBINIT();RB=LOW;JDQB_flag='2';break;//直接輸出低電平}break;casePINPAB://AB控制switch(mode){caseMODEHIGH:PCINIT(IO_MODE);RA=HIGH;RB=HIGH;JDQA_flag='1';JDQB_flag='1';break;//直接輸出高電平caseMODELOW:PCINIT(IO_MODE);RA=LOW;RB=LOW;JDQA_flag='2';JDQB_flag='2';break;//直接輸出低電平}break;}}4.4上位機(jī)管理平臺4.4.1實(shí)時顯示在上位機(jī)上實(shí)時顯示節(jié)點(diǎn)的土壤溫濕度和光照等傳感數(shù)據(jù)。本上位機(jī)軟件可以設(shè)置自動采集的時間間隔，掉線靈敏度，單位為秒。自動采集的時間間隔默認(rèn)為5秒，可以任意設(shè)置，這樣設(shè)置的好處是定制用戶喜好，方便不同用途；而掉線靈敏度則是維護(hù)自組網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，一旦網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點(diǎn)不工作了，上位機(jī)就會在設(shè)置的掉線靈敏度的時間內(nèi)重新自組網(wǎng)絡(luò)，不會因?yàn)槟硞€節(jié)點(diǎn)不工作而導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)奔潰。圖27節(jié)點(diǎn)的溫濕度和光照等傳感數(shù)據(jù)實(shí)時顯示圖4.4.2拓?fù)涔δ軅鞲芯W(wǎng)絡(luò)可以顯示網(wǎng)關(guān)跟終端節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，，而且可以顯示節(jié)點(diǎn)的鏈接質(zhì)量。圖28節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)圖本上位機(jī)是用C#編程，ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的傳感器數(shù)據(jù)是通過Tags表保存并加載到數(shù)據(jù)庫dbconn里面。拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集部分程序如下：publicForm1(){this.InitializeComponent();#region加載圖標(biāo)this.ImgLst_TabIcons.ImageSize=newSize(25,25);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._0);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._1);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._2);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._3);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._4);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._5);this.ImgLst_TabIcons.Images.Add(UserIcons._6);this.tabControl1.ImageList=this.ImgLst_TabIcons;this.tabControl1.TabPages[0].ImageIndex=0;this.tabControl1.TabPages[1].ImageIndex=1;#endregion#region連接數(shù)據(jù)庫并加載Tags表#endregionbase.MaximizeBox=false;dt=newDataTable();dt.Columns.Add("dz");//節(jié)點(diǎn)地址dt.Columns.Add("wldz");//節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址dt.Columns.Add("lx");//SHT1X_TEMPdt.Columns.Add("fjdwldz");//父節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址dt.Columns.Add("rssi");//節(jié)點(diǎn)RSSIdt.Columns.Add("wd");//溫度dt.Columns.Add("sd");//濕度dt.Columns.Add("gm");//光敏電阻dt.Columns.Add("trwd");//土壤溫度dt.Columns.Add("trsd");//土壤濕度dt.Columns.Add("trsf");//土壤水分dt.Columns.Add("ontime");Timer_jdcgqsm.Elapsed+=newElapsedEventHandler(this.theout);Timer_jdcgqsm.AutoReset=true;Timer_jdcgqsm.Enab