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基于云服务接入的温室环境采集终端优化设计

文献类型： 中文期刊

作者： 李文龙 1 ; 郑文刚 2 ; 卜云龙 2 ; 张馨 2 ; 姚远方 3 ;

作者机构： 1.北京农业信息技术研究中心;农业部农业信息软硬件产品质量检测重点实验室;北京京鹏环球科技股份有限公司

2.;北京农业信息技术研究中心;农业部农业信息软硬件产品质量检测重点实验室;北京京鹏环球科技股份有限公司

3.;北京农业信息技术研究中心;农业部农业信息软硬件产品质量检测重点实验室;北京京鹏环球科技股份有限公司;

关键词： 温室;智能传感器;环境监测;低功耗设计;GSM/GPRS

期刊名称： 沈阳农业大学学报

ISSN： 1000-1700

年卷期： 2018 年 03 期

页码： 371-377

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 由于温室环境信息采集需求多样、应用分散设备接入网络困难且为物联网,云服务优先应用领域,使得采用运营商通讯(GSM/GPRS、3G、4G等)的环境数据采集设备在温室生产中应用越来越多,但实际运行过程中依然存在系统能耗高、太阳能温室内充电效率低、铅酸蓄电池供电为主体积大、整体密封性差难以适应高温高湿环境等问题,迫切需要在以上几个方面开展优化设计。开发了低成本、集成度高、低功耗的温室环境感知终端,能够采集常规数字(I2C、1-wire、串口等)、模拟信号传感器(0~5V,4~20m A),灵活选择传感器满足用户对不同监测参数的测量需求并通过GSM/GPRS接入已有的设施农业云服务平台,适合分散,大区域接入、单温室直接网络接入等应用场景。重点在终端能耗管理、防护结构、太阳能供电结构等方面开展优化设计,小功率太阳能电池板采用多角度安装方式,实现延长充电时间超过2h·d~(-1),提高温室内太阳能利用率;将主动通风空气防辐射罩与符合IP67标准防护壳构成一体,适应高温高湿环境,并加速防辐射罩内部与外部气流交换速度,提高温湿度、CO2测量响应速度和精度;低功耗硬件选型配合事件触发唤醒能耗管理模式解决GSM/GPRS通讯能耗问题使终端休眠能耗为44u A,常规应用频率平均功耗达1.1m A,实现无外接供电设备全负荷独立工作近1个月,满足温室环境在线监测需求。该优化设计与应用具有开放性、易用性、低成本、安装便捷等特点,能够提升温室生产监测能力,市场前景广阔。

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