[01371895]一种基于物联网技术的土壤墒情监测系统网关研究

本项目将物联网技术应用于农田土壤墒情监测系统中,建立了一套基于GPRS的嵌入式物联网网关,实现了传感节点和电信网络互联网的数据转发、协议转换和管理控制功能,可以满足农田物联网土壤信息采集、传输的要求。网关总体结构包含两个重要部分,即农田环境区域内的无线采集部分及实现远程数据传输的通信网络部分。无线网络选择星型网络连接拓扑;远程数据传输采用Internet实现,采用嵌入式Internet接入技术实现无线网络与Internet网络通信,满足在远程移动智能终端或电脑通过Internet访问,建立了交互式的页面访问,实现对了对采集数据量的统计、分析及处理。土壤墒情监测系统网关硬件主要由数据采集模块,数据处理与存储模块,网络通信模块等构成。主控芯片为基于STM32F103VE,具有高性能、低成本、低功耗的优点;供电系统的选择采用了由太阳能电池板、蓄电池、太阳能控制器以及两个光照传感器组成的具有自动寻光的功能的太阳能供电系统。该网关实现了节点采集的土壤参数信息：土壤温度、湿度、PH值等。完成了土壤墒情监测系统网关软件。本部分软件分为运行于核心处理器上的采集程序和运行于网络通信模块上的网关软件。本网关通过SIM900模块对网关采集的数据成功完成了上传远程服务器,并保障了数据传输的准确性;网关的网络平均丢包率低于中国通信标准化协会标准规定的最大丢包率1‰;网关数据时延应小于中国通信标准化协会标准规定的平均时延的上限100ms;系统工作温度在0-60摄氏度,系统在-20-60摄氏度摄氏度进行了测试,系统可实现稳定工作。