监测系统设计方案

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普适计算与信息农业的结合促进了设施农业生产模式的发展，在该模式中系统根据获取的数据进行总结和计算，并对农业生产现场的环境进行调节，这在一定程度上摆脱了长久以来农作物生长对自然环境的过多依赖，使得农作物生长具有高产、高效、高质的特点，其发达程度体现了一个国家农业现代化的水平。

本文以MIPS架构的JZ4755和PIC32MX4系列处理器为核心，开发了普适农业中的数据采集、分析、监测与预警系统。该系统实现了低功耗、小体积条件下环境数据的采集、计算，并能根据所获取的数据进行分析和处理。
1 系统总体结构
整个系统包含两个主要部分：分支监测点和主控终端。分支监测点以PIC32MX460作为处理单元，外围器件有光照传感器、温度传感器、湿度传感器等，其完成的功能包括对当前光照强度、温度、湿度等环境数据的实时监测和记录。主控终端以国产JZ4755处理器为核心，外围器件包括网络通信模块、SD卡存储模块、GPRS通信模块等，其完成的功能是整合各个分支监测点获取的数据，根据农作物生长规律给出决策意见，同时把各个阶段记录的数据存储到SD卡模块中；
主控终端中还内置有Web服务器，当连接上了网络时，用户在任何地方都能查询到系统当前的状态。当农作物生长环境出现异常情况时，主控终端还能通过GPRS通信模块发送警告短信给用户，以避免造成更大的损失。
主控终端与分支监测点之间的信息交互通过433 MHz无线通信完成，既避免了有线通信方式所带来的布线繁琐，又具有较快的数据传输率和良好的稳定性。系统总体结构框图如图1所示。
相比于目前流行的嵌入式处理器，MIPS处理器具有低功耗、高性能的特点。
2 系统硬件设计
整个系统硬件设计包含两个部分：分支监测点硬件设计和主控终端硬件设计。
2.1 分支监测点硬件设计
分支监测点的主要任务是完成各监测点温度、湿度、亮度数据的采集和传输。pcb抄板其工作的环境比较复杂，对系统的稳定性要求也较高。因此，采用PIC32MX460系列芯片作为主芯片。PIC32MX460是Microchip公司生产的基于MIPS内核的低功耗、高性能处理器，内部集成有硬件看门狗，保证了系统出错时能够及时复位。该芯片资源丰富，具有完整的文档，方便开发、设计和应用。
DHT11是一款使用非常广泛的数字接口温湿度一体的传感器，其湿度测量范围为20%~90%,温度测量范围为0~50℃，测量精度为5%,完全符合本系统的需求。DHT11采用了单总线数据传输结构，便于与各种MCU进行连接，并且信号传输距离可达20 m以上。为了准确地采集当