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在嵌入式電路場景中,您發(fā)現(xiàn)人們構(gòu)建氣象站系統(tǒng)是很常見的。連接傳感器、微控制器和 Wi-Fi 等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一種非常簡單的方法是構(gòu)建氣象站。如今,IoT(物聯(lián)網(wǎng))領(lǐng)域發(fā)展非常迅速,并且越來越需要有關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的新技術(shù)。
本項(xiàng)目的主要思想首先是:搭建一個(gè)使用LPWAN網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的自動(dòng)氣象站。LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)提供了通過長距離傳輸創(chuàng)建低功耗系統(tǒng)的可能性。
特點(diǎn):
7項(xiàng)環(huán)境措施:溫度、濕度、大氣壓力、紫外線輻射強(qiáng)度、降水量、風(fēng)向和風(fēng)速
帶有光伏板和電池的自治系統(tǒng)
LoRaWAN 基礎(chǔ)設(shè)施(遠(yuǎn)程傳輸)
LoRaWAN
讓我們解釋一下 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)是如何工作的:End-Device功能正在發(fā)送數(shù)據(jù)包;在這種情況下,它是一個(gè)氣象站讀取環(huán)境變量。該網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接收這個(gè)包被稱為“有效載荷”,并在一個(gè)JSON格式轉(zhuǎn)換這個(gè)包。網(wǎng)關(guān)使用 TCP/IP 協(xié)議將轉(zhuǎn)換后的信息重新發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。然后,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器能夠存儲此數(shù)據(jù)或發(fā)送到向用戶顯示所有數(shù)據(jù)流量的應(yīng)用服務(wù)器。
嵌入式系統(tǒng)
該項(xiàng)目分為三個(gè)系統(tǒng):傳感器系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)包括 MCU (ESP32) 之間的所有傳感器集成。通信系統(tǒng)包括 LoRaWAN 收發(fā)器模塊和 ESP32。LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)設(shè)置也包含在通信系統(tǒng)中。電力系統(tǒng)包括光伏系統(tǒng),其中包含電池、充電控制器和太陽能電池板。
農(nóng)業(yè)氣象站集成了空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤水分傳感器、葉面濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器等設(shè)備,可用來實(shí)時(shí)監(jiān)測以下幾種對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大的氣象參數(shù):降雨量、相對濕度、溫度、光照強(qiáng)度,以及葉片表面濕度和土壤含水量。
氣象站采用太陽能獨(dú)立供電,具有斷電數(shù)據(jù)保護(hù)功能,支持220V交流供電,使用GPRS無線遠(yuǎn)傳,通過無線公網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)回傳數(shù)據(jù)。
基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可組建遍布全國的數(shù)據(jù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)上報(bào)的傳感器網(wǎng)絡(luò),信號無線回傳,并上傳到服務(wù)器端,對歷史數(shù)據(jù)做云存儲處理,便于科研及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人員在獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同時(shí),也能夠隨時(shí)查詢分析歷史數(shù)據(jù),依此做出相應(yīng)的預(yù)防和補(bǔ)救措施,保證農(nóng)作物有一個(gè)良好的、適宜的生長環(huán)境。
參數(shù) |
測量范圍 |
分辨率 |
測量精度 |
風(fēng)速 |
0~60m/s |
0.1m/s |
±0.2m/s or 2% |
風(fēng)向 |
0~360° |
0.1° |
±2° |
溫度 |
-40~50℃ |
0.1℃ |
±0.2℃ |
濕度 |
0~100% |
0.10% |
±2% RH |
露點(diǎn)溫度 |
-40~50℃ |
0.1℃ |
±0.2℃ |
光照 |
0~24h |
0.1h |
±0.1h |
降雨 |
0~200mm/h |
0.1mm |
±0.3mm or 3% |
土壤溫度 |
-50~80℃ |
0.1℃ |
±0.5℃ |
土壤濕度 |
0~100% |
1% |
±3% |
土壤 EC 值 |
0~19.9ms/cm |
0.1 ms/cm |
±0.1 ms/cm |
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