一、项目背景
智慧农业是近年来发展迅速的领域,其目的是利用先进的传感技术、物联网技术和云计算技术等,实现自动化、智能化的农业生产管理,并提高农业生产效率和质量。本文基于CC2530设计了一种智慧农业控制系统,采用DHT11模块、BH1750模块和土壤湿度传感器等传感器,通过串口协议将采集的数据上传给上位机显示。
二、系统框架
本系统主要包括一下的组成部分:
【1】采集端:由CC2530单片机和各种传感器构成,负责测量环境温湿度、环境光照强度和土壤湿度等信息,并通过串口协议将采集的数据上传给上位机显示。
【2】上位机:采用Qt进行开发,负责接收串口上传的数据并进行显示。
【3】传输介质:采用串口协议进行数据传输,支持异步通信,具有数据帧结构。
【4】传感器模块:包括DHT11模块、BH1750模块和土壤湿度传感器等,通过采集环境温湿度、环境光照强度和土壤湿度等信息,实现对农业生产环境的监测和控制。
CC2530是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款低功耗无线系统芯片,它是基于ZigBee协议的SoC系统,内置了ARM Cortex-M3处理器和IEEE 802.15.4标准无线通信模块,可以实现低速率的无线数据传输和网络互连。CC2530芯片的主要特点是低功耗、高可靠性、灵活性强、易于集成和开发,被广泛应用于物联网、智能家居、智能电表、智能照明等领域的无线数据传输和控制系统中。
BH1750是一款数字式环境光传感器,可用于测量光强度。它具有高分辨率和灵敏度,并且与普通光敏电阻相比,具有更广泛的动态范围和线性性。BH1750可以通过I2C接口连接到微控制器或其他电子设备上,如Arduino、树莓派等。它被广泛应用于夜间照明系统、自动控制系统、安防监控等领域。
DHT11是一种数字温湿度传感器,可以测量环境的温度和相对湿度。它通常被用于家庭和工业自动化等领域,可以在各种应用中监测环境条件。
DHT11有四个引脚:VCC(电源正极)、GND(地)、DATA(数据信号)和NC(未使用)。它可以通过单一总线接口与微控制器连接,并以数字形式输出温度和湿度值。其温度测量范围为0℃至50℃,湿度测量范围为20%RH至90%RH。
在使用DHT11传感器时,需要注意一些问题。例如,在读取数据之前,应将传感器加电并等待1至2秒钟,以使其稳定。此外,在读取数据后,还需要进行数据校验,以确保数据的准确性。
三、系统设计
【1】采集端设计
采集端主要由CC2530单片机和各种传感器构成。其中,温湿度采用DHT11模块,光照强度采用BH1750模块,土壤湿度采用土壤湿度传感器。通过采集这些信息,可以了解农田的环境状态,并根据需要进行相应的调节和控制,保证作物的正常生长。
【2】上位机设计
上位机采用QT进行开发,支持串口通信和数据显示。在数据传输端口的配置上,串口通信采用异步通信方式,支持数据帧结构,即每个数据包由起始位、数据位、校验码、停止位等几部分组成,以确保数据传输的稳定性和可靠性。同时,上位机还实现了数据的动态显示和历史数据的查询导出功能,以方便用户对农田环境数据进行分析和处理。
四、上位机源码实现
以下是Qt串口读取数据的实现代码:
#include
#include
#include
#include
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
QSerialPort serial;
serial.setPortName("COM1"); // 根据实际情况设置端口号
if (!serial.open(QIODevice::ReadWrite)) { // 打开串口
qDebug()