ATmega8单片机温室环境多参数测控系统无线节点软硬件设计(5)
第6章主要是总结和展望。
2 系统总体设计
2.1 系统方案概述
本系统设计的温室环境多参数智能监控系统综合应用了现代传感器、电路与系统、智能控制及无线传感器网络技术等相关知识，完成系统前端的温室环境的温度、湿度等温室环境参数的数据采集单元的研制，利用单片机实现对所采集的数据进行数据处理，并实现与上位机之间的数据通信，应用上位机软件界面实现数据的实时显示，过限报警、历史曲线及报表打印，当测得的环境参数高于或低于系统设定的参数正常范围值时，上位机会传输指令到接收端控制器打开相关的开关量控制的执行机构（如喷淋器、加热器、补光、遮光、卷帘、风机等）进行环境参数的自动调节，从而实现自动控制室内的温度、湿度的现代化温室。
温室环境多参数智能监控系统总体结构如图2.1所示。它包括无线传感节点、接收端监控模块两大部分组成。每个无线传感节点负责采集温度、湿度两参数，经无线传输模块上传这些参数到接收端监控模块；接收端监控模块一方面负责汇总各无线传感节点采集的数据，把它上传至上位机；另一方面接收来自上位机的控制指令，对控制机构进行相应策略处理，从而实现对各终端环境参数的调整。
图2.1 系统总体结构框图
2.2 无线传感器节点的设计
2.2.1 无线传感器节点网络
无线传感器节点是监控网络的基本单元，它负责采集温室环境参数数据及数据的预处理，定时或响应控制中心主机的命令而向控制中心发送数据。传感器节点由单片机系统、传感器模块和无线通信模块等组成。
整个网络由温湿度传感器网络节点群、网关和监控终端构成。区域内传感器节点采集的数据通过无线传输方式将数据传回网关节点，然后与外部网络( 如互联网) 相联， 将整个区域内的检测数据传送到监控终端进行实时监控。
2.2.2 传感器网络节点硬件设计
传感器网络节点是网络的基本单元，它负责数据的采集及预处理，响应监控主机的命令发送数据等。无线温湿度传感器网络节点的硬件结构框图如图2.2所示，主要由AVR单片机、温湿度传感器、无线收发模块、电源等组成。
图2.2 节点的硬件结构框图
2.2.3 无线传输的先进性与优越性
传统的温室环境参数采集与控制最早依靠人工经验及少量测试传感器完成，控制效果不甚理想。随后基于多传感器的分布式测控网络广泛应用于温室检测与控制中，但是对于大温室大面积的参数采集，用有线方式连接的传感器网络容易受到采集距离、有线传输干扰及损耗等各因素的影响导致采集的数据不准确，不能反映温室环境的真实情况，从而产生控制失灵的状况，给温室作物的正常生长造成一定的负作用，降低了作物的生产效率。[ ]
本课题设计的无线传感节点通过合理布局，实时采集温室作物生长所需的空气温度、湿度等参数，通过无线模块传输方式实现与接收端控制器的数据传输，所有数据汇集到接收端控制器，通过串行口与上位机进行数据通讯并产生相应的控制策略。采用无线传输方式，极大提高了采集数据的准确性，相比于有线传输，降低了数据的传输干扰及损耗，并且有利于温室内作物的栽种和培植，不会因为复杂凌乱的数据传输线影响到作物的栽种耕耘及生长，从而体现了无线传感器网络的先进性与优越性。
2.3 接收端控制模块概述
接收端控制模块是用来收集每个节点所发送过来的数据信息，并将这些信息处理过后传送到上位机中。接收端不仅汇总节点数据还要负责处理上位机反馈过来的信息并进行控制温室的温度和湿度。