基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)設(shè)計

1、本 科 生 畢 業(yè) 論 文 *（題目小二號楷體加粗） *（作者姓名小二號楷體加粗）學(xué) 院：（全稱楷體三號加粗，文 字位于橫線中間，下同） 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職稱（或?qū)W位）： 年 月（三號楷體加粗居中）原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文（設(shè)計），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)生簽名： 年 月 日 指導(dǎo)聲明本人指導(dǎo)的 同學(xué)的畢業(yè)論文（設(shè)計）題

2、目大小、難度適當(dāng)，且符合該同學(xué)所學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的要求。本人在指導(dǎo)過程中，通過網(wǎng)上文獻搜索及文獻比對等方式，對其畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容進行了檢查，未發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，特此聲明。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄1 XXXXXX22 XXXXXX22.1 XXXXXX22.2 XXXXXX23 XXXXXX2N結(jié)論2致謝(可選項，若無就刪去)2參考文獻2附錄(可選項，若無就刪去)2基于51單片機的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)客戶端研究作者姓名（宋體四號，居中）（學(xué)院全稱 指導(dǎo)教師：XXX）(楷體五號，居中)摘 要物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，以物聯(lián)網(wǎng)為核心的基礎(chǔ)，在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)，其用戶端延伸和

3、擴展到任何物體與物體間，通過射頻識別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體和互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)物體的智能化識別、定位、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展到一定階段后出現(xiàn)的一種聚合性應(yīng)用與技術(shù)提升，它將各種感知技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能與自動化技術(shù)聚合與集成應(yīng)用，使人與物智慧對話，創(chuàng)造一個智慧的世界。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中廣泛使用的是“M2M”(Machine-to-Machine)應(yīng)用，即“物物聯(lián)網(wǎng)”，驅(qū)使各行各業(yè)走向信息數(shù)字化和商業(yè)流程的自動化。對于現(xiàn)在這樣一個高度信息化的社會，信息獲取至關(guān)重要，信息的多元化、豐富化、實

4、時性最為重要。這就要求我們要有多方面、多渠道及及時獲取信息的設(shè)備和手段，物聯(lián)網(wǎng)就更好的突出了它的優(yōu)勢。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著重要的社會意義，無論是人們的日常生活，還是交通出行都帶來了前所未有的智能化。使人們生活更加便捷，更加方便。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；M2M；單片機；無線網(wǎng)絡(luò)；傳感器；RFIDAbstract InternetofThingsis an important part of a new generation of information technology to the core foundation of things , extension and expansion of the n

5、etwork based on the Internet , the client-side extension and expansion into between any object and the object , through radio frequency identification (RFID) , infrared sensors, global positioning systems, laser scanners and other information sensing device , according to the agreed protocol, to any

6、 object and connected to the Internet , information exchange and communication in order to achieve the object of intelligent identification , positioning, monitoring and management a network. Is an aggregation of applications and technology to enhance the development of modern information technology

7、 after a certain stage , it will all kinds of sensing technology , modern network technology and artificial intelligence and automation technology aggregation and integration applications, so that the wisdom of dialogue and objects to create a the wisdom of the world.Things are widely used in applic

8、ations M2M (Machine-to-Machine) applications , namely material things , driven by businesses to automate digitization of information and business processes. For now such a highly information-oriented society , access to information is critical , diversified information -rich , real-time nature of th

9、e most important. This requires that we have a multifaceted , multi-channel and timely access to equipment and means of information, things would be better highlight its advantages. IOT development has important social significance , whether it is peoples daily life, or traffic travel have brought u

10、nprecedented intelligence. Make peoples lives easier , more convenient.Keywords: InternetofThings; M2M; MCU; wireless networks; sensor; RFID1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的意義1.1物聯(lián)網(wǎng)的介紹物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID無線射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、視頻識別技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信技術(shù)等，構(gòu)造成的一個覆蓋世界上萬事萬物的“InternetofThings”。在這個網(wǎng)絡(luò)中，物品（商品）能夠彼此進行“交流”，而無需人的干預(yù)。物聯(lián)網(wǎng)利用局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感

11、器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實現(xiàn)信息化、遠程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設(shè)備、資源及通信等）都是個性化和私有化的。其實質(zhì)是利用射頻自動識別（RFID）技術(shù)，通過計算機互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物品（商品）的自動識別和信息的互聯(lián)與共享，所以物聯(lián)網(wǎng)就是“物物聯(lián)網(wǎng)”，常被稱作為“M2M”。物聯(lián)網(wǎng)利用的是二維碼標(biāo)簽、射頻識別標(biāo)簽（RFID）、各類傳感器/敏感器件等技術(shù)和設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)實現(xiàn)物與物、物與人之間的信息交互，支持智能的信息化應(yīng)用，實現(xiàn)信息基礎(chǔ)設(shè)施與物理基

12、礎(chǔ)設(shè)施的全面融合，最終形成全社會統(tǒng)一的智能基礎(chǔ)設(shè)施。這類感知設(shè)備是能夠讓物體“開口說話，相互交流”的一種技術(shù)。在“物聯(lián)網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)中，RFID標(biāo)簽中存儲著規(guī)范而具有互用性的信息，傳感器感知相關(guān)物體相關(guān)信息，通過無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)把它們自動采集到中央信息系統(tǒng)，實現(xiàn)物品（商品）的識別和物物間的相互信息交換，進而通過開放新的計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交換和共享，實現(xiàn)對物品的“透明”管理。1.2物聯(lián)網(wǎng)的意義物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)前各國政府都寄予極大希望的未來增長領(lǐng)域，因而都采取各種激勵和扶持政策。我國政府也高度重視這一領(lǐng)域的發(fā)展，已經(jīng)將其列入國家重點支持的新興產(chǎn)業(yè)之一。國家工業(yè)和信息化部發(fā)布十二五物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中提出，到20

13、15年，我國要在物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化、關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)研究與制定、產(chǎn)業(yè)鏈條建立與完善、重大應(yīng)用示范與推廣等方面取得顯著成效，初步形成創(chuàng)新驅(qū)動、應(yīng)用牽引、協(xié)同發(fā)展、安全可控的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展格局。預(yù)計到2015年我國物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模將超過5千億元，2020年將達到萬億元級。如此大規(guī)模的市場需求以及政府政策性的支持，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景是不言而喻的。1.3 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的提出及應(yīng)用，解決了交通、電力和醫(yī)療等行業(yè)上的一些問題。從通信的角度，現(xiàn)有通信主要是人與人的通信,而物聯(lián)網(wǎng)涉及的通信對象更多的是“物與物”或者“人與物”，僅僅就目前涉及的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用而言，就至少有交通、教育、醫(yī)療、物流、能源、環(huán)保、安全等

14、，應(yīng)用領(lǐng)域如圖1所示。涉及的個人電子設(shè)備，至少可能有電子書閱讀器、音樂播放器、DVD播放器、游戲機、數(shù)碼相機、家用電器等等。如果這些所謂的“物”都納入物聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用范疇，其潛在可能涉及的通信連接數(shù)可達數(shù)百億個，為通信領(lǐng)域的擴展提供了巨大的發(fā)展空間。 圖1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域2 物聯(lián)網(wǎng)客戶端的設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)主要包括三大結(jié)構(gòu)：感知層、傳輸層和應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)的工作過程是：感知層實現(xiàn)數(shù)據(jù)信號的采集處理，通過RFID射頻識別、GPS定位系統(tǒng)、機器視覺、激光掃描器等傳感設(shè)備，將獲取的信息通過相應(yīng)的運算處理后交給傳輸層；由傳輸層將數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)、GPRS、藍牙、wifi等相關(guān)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層；應(yīng)

15、用層收到數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進行遠程無線監(jiān)看、遠程無線控制終端、應(yīng)用層用戶可對數(shù)據(jù)進行處理等等。在本設(shè)計中將以應(yīng)用層客戶端為研究對象，將詳細介紹基于物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)溫室大棚的客戶端設(shè)計過程。2.1 客戶端的結(jié)構(gòu)在整個物聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)中，客戶端是實現(xiàn)人機交互或者是設(shè)備間交互的一個通道，所以設(shè)計好客戶端是準(zhǔn)確監(jiān)控好感知層的關(guān)鍵。在本系統(tǒng)中，主控端主要采集溫室大棚的溫度、濕度、二氧化碳濃度等信息，將采集的數(shù)據(jù)傳到客戶端。監(jiān)控室客戶端在收到相關(guān)數(shù)據(jù)后通過12864LCD液晶顯示器顯示出來，同時監(jiān)控室也能無線調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)的設(shè)置參數(shù)，還將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，實現(xiàn)計算機遠程監(jiān)控，采用可視化編程語言設(shè)計界面

16、友好的環(huán)境監(jiān)測與管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對溫室的遠程監(jiān)控與管理操作。整個客戶端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。RF無線433MHz射頻模塊STC89C52主控芯片232轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)接口模塊12864LCD顯示器圖2 客戶端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.2 硬件電路設(shè)計系統(tǒng)的硬件電路采用Altium Designer 2009軟件設(shè)計。Altium Designer以其簡單操作、強大的功能而深受設(shè)計者的親睞，他不僅僅可以完成原理圖的設(shè)計、PCB的設(shè)計，而且還可以做到錯誤校驗、自動布線、設(shè)計規(guī)則設(shè)置等等，同時其信號仿真和可編程邏輯設(shè)計技術(shù)的融合使得電子設(shè)計軟件能處理更為復(fù)雜的系統(tǒng)，從而真正的為每一個電子設(shè)計師提供最優(yōu)質(zhì)的電路設(shè)計工具，所以他

17、當(dāng)之無愧的成為了使用范圍最為廣泛的EDA軟件之一。軟件的工作界面如圖3所示。圖3 Altium Designer工作界面2.2.1 Altium Designer軟件設(shè)計電路的步驟和方法一個電路的設(shè)計是經(jīng)過設(shè)計構(gòu)思、整體方案設(shè)計、原理設(shè)計到各部分物理結(jié)構(gòu)設(shè)計的全部過程，設(shè)計電路的目的最終是為了做出PCB印制電路板。電路設(shè)計流程如圖4所示：1） 項目分析 從整個項目的角度分析項目的功能需求，分析要實現(xiàn)需求應(yīng)采取的方案，選擇什么樣的CPU以達到預(yù)期的效果。所以項目分析將決定電路原理圖的設(shè)計以及PCB印制電路設(shè)計。2） 元器件圖的繪制及封裝的繪制 雖然功能強大的Altium Designer軟件系統(tǒng)

18、自帶了豐富的元器件庫和PCB庫，但是也不可能完全包含所有廠家的元器件封裝，針對軟件自帶庫中沒有的元器件及封裝，都是需要我們設(shè)計人員自己繪制的，以建立自己的元器件庫。3） 設(shè)計電路原理圖 原理圖反應(yīng)整體系統(tǒng)功能原理的電路鏈接圖繪制電路原理圖的時候，根據(jù)項目的難易程度考慮是否選用分層設(shè)計。Altium Designer帶有強大的ERC校驗功能，繪制好電路圖后，可進行ERC校驗，檢查設(shè)計中的錯誤。4） 設(shè)計PCB電路板 繪制完電路原理圖后，對原理圖的每一個元件添加封裝。完成封裝添加之后即可將原理圖的元器件導(dǎo)入PCB工程，導(dǎo)入PCB工程后的首要工作是繪制板子形狀，并且確定將要設(shè)計板子的層數(shù)。做好這些準(zhǔn)

19、備之后，即可開始對PCB電路板進行布局、布線，最后根據(jù)情況確定是否要敷銅。最后同樣利用DRC校驗板子是否有錯誤。5） 資料整理 完成以上工作后，電路的設(shè)計的最后一道工序就是資料整理。元器件清單的生成、原理圖、PCB文件的保存等，以便焊接、調(diào)試和維修的時候方便參考。開始運行軟件設(shè)置圖紙繪制原理圖繪制PCB圖資料整理圖結(jié)束圖4 電路設(shè)計流程2.2.2 硬件模塊設(shè)計1）單片機系統(tǒng)設(shè)計首先是單片機的選型，本設(shè)計中采用宏晶科技的STC89C51單片機2，該芯片是51芯片的加強版。STC89C51單片機具有提高MCU的運行速度，運行穩(wěn)定，價格便宜，良好的性價比等特點，其支持的最高時鐘為80M，這樣能最大限

20、度地提高MCU的運行速度；具有雙倍速功能，支持6時鐘周期模式運行；具有ISP在線系統(tǒng)編程功能，大大縮短開發(fā)復(fù)雜度，同時可節(jié)省購買編程器的額外投入；STC89C51單片機內(nèi)部包括8KB的Flash程序存儲器ROM、1KB的數(shù)據(jù)存儲器RAM，與普通的8051單片機完全兼容，而51單片機的開發(fā)環(huán)境也很成熟3：如KeilC語言廣泛地應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)，這對于縮短系統(tǒng)開發(fā)周期有著很重要的意義。單片機最小系統(tǒng)如圖5所示。圖5 單片機最小系統(tǒng) 2）RF射頻模塊設(shè)計設(shè)計中的數(shù)據(jù)無線通信采用SI4432無線傳感網(wǎng)絡(luò)的來實現(xiàn)，單片機控制Si4432實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)5?？蛻舳酥心K收到數(shù)據(jù)進行一系列的解碼處理，并

21、以SPI接口的方式傳給客戶端的單片機，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸。Si4432是一款低于1GHz高性能射頻收發(fā)器。其主要針對工業(yè)、科研和醫(yī)療(ISM)以及短距離無線通信設(shè)備(SRD)。SI4432輸出功率可達+20dBm，接收靈敏度達到-121dBm，可提供對數(shù)據(jù)包處理、數(shù)據(jù)緩沖FIFO、接收信號強度指示(RSSI)、空閑信道評估(CCA)、喚醒定時器、低電壓檢測、溫度傳感器、8位AD轉(zhuǎn)換器和通用輸入/輸出口等功能的硬件支持6。其電路如圖6所示。圖6 Si4432無線射頻模塊電路接口圖 3）12864LCD顯示器電路設(shè)計 由于本系統(tǒng)信息顯示量大，所以設(shè)計中選用12864漢字圖形點陣液晶作為顯示模塊。該

22、模塊內(nèi)置128*64-12漢字圖形點陣的液晶顯示控制模塊，用于顯示漢字及圖形4。該芯片共內(nèi)置8192個中文漢字（16*16點陣）、128個字符的ASCII字符庫（8*16點陣）及64*256點陣顯示RAM（GDRAM）。為了能夠簡單、有效地顯示漢字和圖形，該模塊內(nèi)部設(shè)計有2MB的中文字型CGROM和64*256點陣的GDRAM繪圖區(qū)域；同時，該模塊還提供有4組可編程控制的16*16點陣造字空間；除此之外，為了適應(yīng)多種微處理器和單片機接口的需要，該模塊還提供了4位并行、8位并行、2線串行以及3線串行等多種接口方式。硬件連接圖如圖7所示。圖7 12864LCD顯示器電路4）TTL轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊設(shè)計

23、由于STC89C52單片機無法支持以太網(wǎng)接口功能，所以設(shè)計中采用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的方式實現(xiàn)，以達到數(shù)據(jù)能夠正常上傳服務(wù)器7。設(shè)計中的232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊采用美國微芯公司的PIC18F66J60方案，其設(shè)計原理圖見附件A所示。3 物聯(lián)網(wǎng)客戶端軟件設(shè)計客戶端軟件部分設(shè)計包括客戶端WEB網(wǎng)頁設(shè)計和單片機程序設(shè)計兩大部分：3.1 WEB網(wǎng)頁設(shè)計WEB是一種體系結(jié)構(gòu)，通過它可以訪問遍布于Internet主機上的鏈接文檔。WWW之所以能夠很快風(fēng)靡全世界，主要是因為它提供了超級文本的各種媒體文件形式，人們利用超級鏈接就可以方便地訪問分布在世界各地的豐富網(wǎng)絡(luò)信息資源8。而從本質(zhì)上講，Web是基于客戶機/服務(wù)。Web

24、技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域主要是服務(wù)器端的應(yīng)用程序的開發(fā)，為客戶實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)連接，主要的WEB技術(shù)有.net，asp，jsp，spring，structs等10。在本設(shè)計中的客戶端采用WEB網(wǎng)頁實時對智能溫室大棚實現(xiàn)遠程監(jiān)控。3.1.1 WEB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)客戶端WEB監(jiān)控界面主要包含用戶注冊、用戶登錄、用戶可視化監(jiān)控和控制界面以及歷史數(shù)據(jù)查詢界面、錯誤提示等5個部分，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。 錯誤提示用戶注冊用戶登錄用戶可視化 監(jiān)控界面服務(wù)器程序歷史數(shù)據(jù)查詢圖8 WEB客戶端結(jié)構(gòu)圖3.1.2 WEB功能描述WEB客戶端監(jiān)控界面實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集；溫室大棚內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、等數(shù)據(jù)通過RF射頻無線傳輸?shù)?/p>

25、客戶端設(shè)備上，客戶端通過以太網(wǎng)傳遞到服務(wù)器，在服務(wù)器上通過WEB頁面將數(shù)據(jù)以可視化的界面呈現(xiàn)在監(jiān)控人員眼前，如果傳感器上報的參數(shù)超標(biāo)，系統(tǒng)出現(xiàn)閾值告警，并可以自動控制相關(guān)設(shè)備進行智能調(diào)節(jié)。WEB客戶端數(shù)據(jù)存儲和歷史數(shù)據(jù)查詢9；系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進行存儲，形成知識庫，以備隨時進行處理和查詢。系統(tǒng)還可以將采集到的數(shù)值向用戶展示時間分布狀況圖和空間分布狀況。錯誤報警；系統(tǒng)允許用戶制定自定義的數(shù)據(jù)范圍，超出范圍的錯誤情況會在系統(tǒng)中進行標(biāo)注，以達到報警的目的。3.2 單片機程序設(shè)計客戶端實現(xiàn)通過型號為SI4432的無線射頻IC模塊接收到來自終端采集的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過12864LCD顯示器顯示，通過將數(shù)據(jù)通

26、過串口輸出，232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器上。以實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控?？蛻舳藛纹瑱C程序流程圖如圖9所示。 開始 系統(tǒng)初始化While（1）是 RF是否收 到數(shù)據(jù)否 LCD顯示檢測的值 串口發(fā)送數(shù)據(jù)到以太網(wǎng)模塊 結(jié)束圖9 客戶端主程序流程圖 客戶端采用STC89C52單片機為主控芯片，主要完成對無線數(shù)據(jù)的接收、12864LCD液晶顯示器的驅(qū)動、串口數(shù)據(jù)的收發(fā)等功能1。Si4432使用4線SPI，即MOSI、MISO、SCK和nSEL，MOSI用于從單片機到Si4432的串行數(shù)據(jù)傳輸；MISO用于從Si4432到單片機的串行數(shù)據(jù)傳輸；SCK用于同步單片機和Si4432之間在MOSI和MISO線

27、上的串行數(shù)據(jù)傳輸；nSEL作為片選信號，只有片選信號為低電平時，對Si4432的操作才有效。單片機通過SI4432獲取到了監(jiān)控數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)在LCD上顯示，設(shè)計中的12864LCD為8為并行總線模式，單片機通過RS/RW端對LCD模塊按照規(guī)定的協(xié)議寫入數(shù)據(jù)和命令，即可實現(xiàn)對12864顯示器的操作。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的傳輸采用的是232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，在這部分程序設(shè)計中，只是對串口數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)RF收到數(shù)據(jù)時，將該數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)；當(dāng)串口收到以太網(wǎng)傳來的控制命令時，將還控制命令通過SI4432模塊傳輸?shù)街骺囟?，以實現(xiàn)對大棚內(nèi)設(shè)備的控制。串口數(shù)據(jù)的接收采用中斷方式，程序流程圖如圖10所示。 開始 中

28、斷初始化等待串口中斷產(chǎn)生RF發(fā)送WEB的控制 命令到主控端 結(jié)束圖10 客戶端中斷程序流程圖4功能仿真6.1軟件介紹在這部分工作中用到了medwin3和Proteus兩個軟件，其中Medwin3用來編譯程序并生成hex文件，裝入Proteus仿真圖的芯片中，通過仿真結(jié)果一步步進行調(diào)整最后達到預(yù)期的功能。6.1.1PROTEUSPROTEUS軟件是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與仿真平臺，可以實現(xiàn)數(shù)字電路、模擬電路及微控制器系統(tǒng)與外設(shè)的混合電路系統(tǒng)的電路仿真、軟件仿真、系統(tǒng)協(xié)同仿真和PCB設(shè)計等功能，是目前唯一能夠?qū)Ω鞣N處理器進行實時仿真、調(diào)試與測試的EDA工具。微控制器系統(tǒng)相關(guān)的仿真

29、需建立編譯和調(diào)試環(huán)境，可選擇MedWinV3軟件。該軟件支持眾多不同公司的芯片，集編輯、編譯和程序仿真等于一體，同時還支匯編和C語言的程序設(shè)計。Proteus的界面友好易學(xué)，在調(diào)試程序、軟件仿真方面有很強大的功能。其革命性的功能是：將電路仿真和微處理器仿真進行協(xié)同，直接在基于原理圖的虛擬原型上進行處理器編程調(diào)試，并進行功能驗證，通過動態(tài)器件如電機、LED、LCD、開關(guān)等，實時看到運行后的輸入、輸出的效果。Proteus為我們建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。6.2仿真過程通常在仿真過程中會遇到很大的麻煩。在程序匯編通過之后程序不一定是正確的，比如我剛開始進行仿真時數(shù)碼管并不進行顯示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)應(yīng)該是

30、置零的置一了，應(yīng)該置一的置零了。改正之后發(fā)現(xiàn)雖然走時程序正常了，但是調(diào)時中出現(xiàn)了大量的問題，更不要說鬧鈴和定時程序了。在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中程序的修改貫穿始終，在修改的過程中一定要條理清晰，認真細心。6.2.1仿真圖的繪制在使用Proteus進行仿真時，由于無法仿真出RF4432無線通信和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)以太網(wǎng)的的效果，所以仿真中只能對12864LCD顯示效果進行仿真，所以不用畫出射頻驅(qū)動電路以及以太網(wǎng)電路相關(guān)仿真圖。繪制結(jié)果如圖11所示。圖11 電路仿真圖6.2.2功能的實現(xiàn)在繪制仿真圖之后，要向單片機裝入程序，從而使單片機開始工作并帶動整個電路工作，裝入過程為：點擊單片機，選擇所編譯程序的輸出hex

31、文件，確定即可。此時單片機會按照程序所設(shè)定的功能進行工作，仿真結(jié)果如圖11所示。圖11 仿真結(jié)果結(jié) 論本次設(shè)計研究的范圍較廣，主要涉及到了物聯(lián)網(wǎng)、傳感器技術(shù)、RF無線傳感網(wǎng)絡(luò)、WEB網(wǎng)頁設(shè)計和基于Altium Desginer的電路設(shè)計等。設(shè)計中通過設(shè)計電路圖和編寫軟件控制程序，軟件仿真達到了設(shè)計的要求。歸納起來有以下幾點： （1）本課題實現(xiàn)了通過RF無線傳感網(wǎng)絡(luò)獲取到無線數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了客戶端與主控端的無線數(shù)據(jù)傳輸功能。 （2）系統(tǒng)硬件設(shè)計使用了STC89C52單片機、AMS1117-3.3V電源穩(wěn)壓芯片、LCD12864液晶顯示器、SI4432無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、串口電路以及232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)電路等

32、。（3）系統(tǒng)軟件設(shè)計包括程序初始化、RF射頻數(shù)據(jù)處理、串口數(shù)據(jù)接收中斷處理、LCD顯示器顯示內(nèi)容控制等，軟件操作方便和容易修改。當(dāng)然，本畢業(yè)設(shè)計還存在不足之處，系統(tǒng)中為了方便測試，客戶端數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器采用了以太網(wǎng)的形式，在實用中常常會因為網(wǎng)絡(luò)布線的問題而受到環(huán)境因數(shù)的制約，當(dāng)然設(shè)計中只要對該部分設(shè)計稍加改動，即可采用GPRS的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)到服務(wù)器上的無線傳輸?？傊?，這次設(shè)計從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機調(diào)試，我傾注了大量的時間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思查找過，曾經(jīng)為無法找出錯誤而郁悶苦惱過，也曾經(jīng)為某一功能不能實現(xiàn)而猶豫彷徨過，但最終我成功了。在這個過程中我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白

33、了過程的彌足珍貴。參考文獻1 李陪金.C語言程序設(shè)計案例教程.西安：西安電子科技大學(xué)出版社2008.12 張志良.單片機原理與控制技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社3 周立功.單片機基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書.廣州：廣州周立功單片機發(fā)展有限公司出版社4 戴佳.51單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講.北京：電子工業(yè)出版社2006.45 陳光東.李東，馬晉等單片微型計算機原理與接口技術(shù)M武漢：華中理工大學(xué)出版社，2009：35-416 趙軍輝. 射頻識別技術(shù)與應(yīng)用. 北京：機械工業(yè)出版社, 2008：1-7.7 李華.李東.MCS51/98系列單片機原理與應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，19978 張念魯,劉紅屏.WEB

34、 程序設(shè)計教程M.高等教育出版社,2004.1 9 宣小平,但正剛,張文藝.ASP數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)實例導(dǎo)航M.人民郵電出版社,2003.1 10 丁貴廣,閆允一,孟繁杰.ASP及ASP.net編程基礎(chǔ)與實例M.機械工業(yè)出版社,2004.1 附件 A 232轉(zhuǎn)以太網(wǎng)電路原理圖：附件 B 客戶端電路原理圖：附錄 C關(guān)鍵性的程序：/*SI4432相關(guān)函數(shù)*/*數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)*/void sending()SpiWriteRegister(0x07, 0x01);SpiWriteRegister(0x7F, 0x42);SpiWriteRegister(0x7F, 0x55);SpiWriteRegist

35、er(0x7F, 0x54);SpiWriteRegister(0x7F, 0x54); SpiWriteRegister(0x7F, 0x4F); SpiWriteRegister(0x7F, 0x4E);SpiWriteRegister(0x7F, 0x31);SpiWriteRegister(0x7F, 0x0D);SpiWriteRegister(0x05, 0x04);SpiWriteRegister(0x06, 0x00);ItStatus1 = SpiReadRegister(0x03);ItStatus2 = SpiReadRegister(0x04);SpiWriteRegi

36、ster(0x07, 0x09);while(NIRQ = 1);ItStatus1 = SpiReadRegister(0x03);ItStatus2 = SpiReadRegister(0x04);for(delay = 0; delay 10000;delay+);SpiWriteRegister(0x05, 0x03); SpiWriteRegister(0x06, 0x00); ItStatus1 = SpiReadRegister(0x03);ItStatus2 = SpiReadRegister(0x04);SpiWriteRegister(0x07, 0x05);/*寫寄存器子函數(shù)*/void SpiWriteRegister (U8 reg, U8 value) uchar i,Temp_byte; NSS = 0; Temp_byte = (reg|0x80);/write data into the SPI register for(i = 0x00;