GPRS在农业旱情监测中运用

我国是世界上的农业大国，农业在国民经济中占有举足轻重的地位。随着温室效应的加强，全球气温普遍升高，特别是2006年重庆、四川I大面积的干旱，给我国农业造成了巨大的损失。因此，农业旱情实时、自动化监测变得十分重要。目前，我国绝大部分地区还是停留在采用人工监测旱情的阶段…，还不能及时地得到旱情信息。本系统应用中国移动提供gprs业务，结合传感器、单片机和GPRS通信模块，建立农业旱情监测系统，实现农业旱情的全自动化监测，并对该系统的可靠性进行了相应的分析。

1系统的组成与建立

该系统主要由监测点模块(传感器模块)、GPRS系统、控制中心组成…。其结构如图1所示。

1．1监测点模块

传感器是通过RS485接口电路和嵌入式CPU相连的，在外设置的传感器主要有温度传感器和湿度传感器。温度传感器使用数字型的Ds1820。DSl820数字温度计提供9位(二进制)温度读数，指示土壤的温度。信息则经过单线接口送入Dsl820或从Dsl820送出，因此从嵌入式CPU~IJDSl820仅需1条线(不含地线)。DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需外部电源。湿度传感器选用美国Kele公司的HS一200ODD型数字湿度传感器。该传感器集合了一个带温度补偿、工厂刻度和数字通信能力的电容式聚合感应单元。其工作电压是2．0—5．5V，可以从标准的微处理器I／0口汲取供电电流，输出是标准的9600波特串行信号。其设计目的是能够整合进控制和监控系统中；对相对湿度的测试准确率是±2％，测量范围是30。一100℃。

1．2GPRS系统

GPRS通信模块主要是实现无线上网的功能。MOTOROLA内嵌TCP／IP协议GPRS通信模块G20，其性能优越，体积极小(24．4mm×48．2mm×6．Omm)，从根本上解决了GPSR无线通信和数据传输终端的协议瓶颈和成本问题，广泛地应用于GPRS无线E网、监控系统、遥控遥测系统等GPRS无线通信及数据传输的领域。系统选用Motorola的MPC8250嵌入式cPu，因它是一个多用途的通用芯片，内部集成了微处理器和常用组件，可用于各种控制领域。它是MPC860应用于通信系统的低成本实现，提供了更高的性价比，并在通信方面有所增强，可以支持通用串行总线(USB)。MPC850集成了嵌入式PowerPC核和一个为通信使用的专门的RIsC通信处理器模块(CPM)。MPC850的CPM支持6个串行通道：1个串行通信控制器(SCC)，1个USB，2个串行管理控制器(SMS)，1个I2c接口和1个串行接口电路sPI。通常可将1个SCC和2个SMS配置成为通用串口UART，用以控制不同的模块且速率可调，ROM上文件系统得以实现。供电模块采用小型光伏发电系统(太阳能电池、蓄电池、智能充电控制器和负荷电路)作为整个监测系统的电源。当蓄电池电压升高到设定的“蓄电池充满”电压时，对蓄电池的充电转为“浮充”方式，只用很小的电流对蓄电池的自放电进行补充充电。该太阳能电源天(含阴天)充电后可供监测系统无光线条件下1一作8～1Oh

1．3控制中心

由于GPRS无线数据传输能够直接和计算机的TCP／IP网络通信，只要计算机能上互联网，就可以通过计算机直接与远程的监测进行交互式对话，用户通过计算机界面可以观察到远程监测点的各种情况，通过监测到的数据和查看历史数据进行分析未来的数据，给专家及时有效地做出决策。只要决策有了就会通过短信平台把各种信息发到该地区用户的手机仁。控制中心只允许授权给该系统的工作人员才能登录进入，以防止非工作人员的恶意修改。

2系统的软件设计

该系统需要软件编程的地方主要有两个地方：是嵌入式CPU与GPRS通信模块进行数据通信；二是控制中心和远程终端的数据传输系统。其中，前者就是实现GPRS和单片机的串口进行通信，后者监控中心就是实现GPRS信息的接收和保存。设计语言主要采用VB6．0编写．再与数据库连接以方便存储各监测点的各种数据。在编写程序时，控制中心添加了几个核心控件：LiStBox控件，用于建立和存储远程监控点队列；Timer控件，用于对远程监控点实时循环的监测；PictureBox控件，用于描绘监测点温度和湿度的实时变化情况；Labe1控件，用于显示该系统的当前状态。控制中心的流程图，如图2昕示。GPRS通信模块和嵌入式CPU的串口相连接，实现数据的传送，只要嵌入式CPU收到传感器送过来的数据，就通过串口将数据送到GPRS模块，控制中心经GPRS网络就收GPRS模块发过来的数据。3试验结果与分析利用本方案建立的农业旱情监测系统，对3个监测点进行试验。其中，每个监测点安装了温度和湿度传感器各1个，选择3个各具代表性的地方进行监测。在监控中心可以清楚地看到远程农田的具体情况，分析监测参数的相对变化情况。该监测系统具有很好的实时性，随时都在线，其误码率也非常低。下面给出该监测系统温度和湿度的误码率、延时的仿真图，如图3和图4所示。

4结论

基于GPRS无线数据传输，用精准农业的思想建立农业旱情监测系统，使专家不到现场就能随时了解农业的各种旱情信息，以给他们快捷、及时、准确的决策提供必要的条件。这不仅省去了繁杂的布线，而且应用GPRS传输数据，及时、可靠、时时在线；系统升级也非常地方便，只要在监测系统中传感器部分加入相应的传感器，就可以应用到其它监测领域，具有较好的社会效益和经济效益。