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基于μCOS-II的農作物智能決策裝置設計
來源:本站整理  作者:佚名  2013-01-21 08:19:58

設計了一種基于μCOS-II嵌入式操作系統的農作物智能決策裝置。該裝置采用高性能ARM處理器作為數據處理單元,以SD卡為介質存儲農作物的知識庫,利用知識庫進行智能決策。在軟件上使用μCOS-II嵌入式實時操作系統,設計了集數據采集、數據傳輸、智能決策等功能于一體的嵌入式裝置,減少了數據的傳輸量,提高了系統的靈活性。

    傳統的農業智能決策系統一般分為現場無線傳感網絡和遠程數據處理中心兩部分。其中,現場無線傳感網絡分為子節點和網關節點,子節點負責數據采集,并通過ZigBee , B1ueTooth等無線通信協議將數據傳輸至網關節點;網關節點主要負責將收集到的現場環境信息通過GPRS等通信方式傳輸至遠程數據處理中心。遠程數據處理中心實現數據處理、決策診斷,并可通過Internet網絡完成Web發布等功能。

 

    然而,在我國較廣范圍的農村區域,Internet網絡普及率并不高,限制了傳統農業決策系統的推廣應用。另一方面,大量的數據傳輸所產生的GPRS通信費用導致系統使用成本較高。因此,本文提出了一種基于嵌人式系統的農作物智能決策解決方案。其方案集成了數據采集、傳輸和智能決策的功能,在對農業現場數據進行采集的同時,可利用嵌人式裝置中的本地知識庫,針對當前的環境數據進行決策推理,實現對農作物生長信息的快速決策,使其數據的無線傳輸成為非必需環節,降低了系統對Internet網絡的依賴,使系統具有更好的靈活性和更廣的應用范圍。

 

1系統總體介紹

    本文采用基于Cortex - M3內核的ARM處理器,同時移植μCOS-II嵌人式實時操作系統,外接溫度、濕度、光照等多種傳感器,可實時檢測農業現場當前環境信息,并根據SD卡存儲的農作物知識庫,對現場環境進行本地快速推理決策,對于不同的農作物,只需更新SD卡中的知識庫文件即可;同時可根據實際需要,將數據通過GPRS模塊及時地傳輸到遠程數據中心。此外,環境數據和決策信息可輸出至LCD進行顯示,并可以通過鍵盤完成采樣周期、濾波方式、數據傳輸使能等多種功能的參數設置。

 

2系統硬件設計

本文采用了模塊化結構設計思想,將系統劃分為MCU核心處理模塊、數據采集模塊、SD卡知識庫存儲模塊、GPRS數據通信模塊、LCD顯示模塊、鍵盤模塊等。其硬件結構如圖1所示。

 

   

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