專利名稱：基于i2c總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境 信息存儲(chǔ)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)需要檢測(cè)空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度和光照強(qiáng)度等 環(huán)境信息并存儲(chǔ)下來(lái)以供日后的分析和研究。由于該系統(tǒng)外圍傳感器數(shù)量較多，其種類既 有模擬式、也有數(shù)字式，而且還涉及到存儲(chǔ)芯片，所以用一片微處理器處理起來(lái)比較困難， 使用多片微處理器聯(lián)合工作就需要解決它們之間的多級(jí)通信問(wèn)題。傳統(tǒng)的方式是采用“主 從式”，這種方式限制了微處理器功能的發(fā)揮和廣泛應(yīng)用。隨著CAN總線的廣泛應(yīng)用和CAN控制技術(shù)的成熟，從本質(zhì)上解決了任意兩機(jī)之間 的直接相互通信，從而克服了 “主從式”多級(jí)通信的缺點(diǎn)，提高了微處理器之間的通信速率 和效率。典型的CAN總線控制節(jié)點(diǎn)是由微處理器、CAN控制器和CAN接口構(gòu)成。多個(gè)控制 節(jié)點(diǎn)通過(guò)CAN接口掛接到CAN總線上，每個(gè)控制節(jié)點(diǎn)都有權(quán)向其他控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，形 成多主機(jī)控制器局域網(wǎng)。目前廣泛流行的CAN總線器件分為2大類，即獨(dú)立CAN控制器和 帶有在片CAN的微控制器，前者由CAN控制器SJA1000和收發(fā)器PCA82C250組成；后者以 C8051F040、P8XC582 及 16 位微控制器 87C196CA/CB 為代表。使用CAN總線實(shí)現(xiàn)溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)中多微處理器之間的通信存在以下問(wèn) 題獨(dú)立CAN控制器的硬件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，每掛接一個(gè)微處理器都需要配置相應(yīng)的CAN控制 器和收發(fā)器，這樣就使得系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜；帶有在片CAN的微控制器硬件結(jié)構(gòu)比 較簡(jiǎn)單，但是需要在一片微處理器上寫入用戶程序和CAN總線通信協(xié)議，軟件編程難度增 大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于I2C總線的溫室 環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)。通過(guò)分析溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)是以存儲(chǔ)芯片為中心 外圍傳感器采集的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)到存儲(chǔ)芯片中；數(shù)據(jù)的查詢需要從存儲(chǔ)芯片中提取相應(yīng)數(shù) 據(jù)；遠(yuǎn)程傳輸也需要從存儲(chǔ)芯片中提取數(shù)據(jù)。因此可以圍繞存儲(chǔ)芯片設(shè)計(jì)一種新的總線結(jié) 構(gòu)來(lái)解決以上問(wèn)題。本發(fā)明一種基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，由微處理器、傳感器 模塊、GSM模塊、I2C總線和存儲(chǔ)模塊組成；微處理器選用51微處理器或PIC微處理器等8 位或16位低性能微處理器，外圍傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2傳 感器或光照強(qiáng)度傳感器，遠(yuǎn)程通訊模塊采用GSM模塊，存儲(chǔ)模塊選用I2C總線結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ) 芯片；每種傳感器和GSM模塊各用一片微處理器處理，這些微處理器都接到一片存儲(chǔ)芯片 上面；同一時(shí)刻只能有一片微處理器對(duì)存儲(chǔ)芯片進(jìn)行讀寫操作，該任務(wù)調(diào)配由一片微處理 器專門處理，該片微處理器的一個(gè)I/O 口接到一片微處理器上，同一時(shí)刻只能有一個(gè)I/O
3是高電平，其余都是低電平，這樣就保證了每次只有一片微處理器檢測(cè)到高電平信號(hào)，從 而對(duì)存儲(chǔ)芯片進(jìn)行相應(yīng)操作。優(yōu)選配置如下STC89C52微處理器、SHTlO型空氣溫濕度傳感器、SHTlOP型土壤 溫濕度傳感器、BH1710FVC型光照強(qiáng)度傳感器、H-550型CO2濃度傳感器、GSM模塊TC35、 FM31256存儲(chǔ)芯片。


圖1是基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是專門針對(duì)溫室環(huán)境信息的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)共享的系統(tǒng)，省去 了專用CAN總線器件，同時(shí)采用了分布式結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的任務(wù)分散到多個(gè)低端的8位或16 位微處理器上完成，降低了軟件開發(fā)的難度、縮短了開發(fā)周期。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。一種基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，由微處理器、傳感器模塊、 GSM模塊、I2C總線和存儲(chǔ)模塊組成。如圖1所示，微處理器2-5分別完成土壤溫濕度、空 氣溫濕度、光照強(qiáng)度和CO2濃度的檢測(cè)，微處理器0通過(guò)I/O 口控制每次只能有一塊微處理 器將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)模塊FM31256 ；微處理器0同時(shí)監(jiān)測(cè)和微處理器1的連接當(dāng)GSM模塊收 到查詢短信后，該管腳變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)微處理器0停止微處理器2-5對(duì)FM31256的讀入， 由微處理器1讀出FM31256內(nèi)部數(shù)值，并通過(guò)GSM模塊發(fā)送給用戶；當(dāng)微處理器的短信回 復(fù)工作結(jié)束后，將該管腳重新變?yōu)榈碗娖?，這時(shí)微處理器0又開始循環(huán)使能微處理器2-5向 FM31256寫入溫室環(huán)境數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
一種基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于，由微處理器、傳感器模塊、GSM模塊、I2C總線和存儲(chǔ)模塊組成；微處理器選用51微處理器或PIC微處理器，外圍傳感器包括空氣溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器、CO2傳感器或光照強(qiáng)度傳感器，遠(yuǎn)程通訊模塊采用GSM模塊,存儲(chǔ)模塊選用I2C總線結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)芯片；每種傳感器和GSM模塊各用一片微處理器處理,這些微處理器都接到一片存儲(chǔ)芯片上面;同一時(shí)刻只能有一片微處理器對(duì)存儲(chǔ)芯片進(jìn)行讀寫操作,該任務(wù)調(diào)配由一片微處理器專門處理，該片微處理器的一個(gè)I/O口接到一片微處理器上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，配置如下STC89C52微處理器、SHTlO型 空氣溫濕度傳感器、SHTlOP型土壤溫濕度傳感器、BH1710FVC型光照強(qiáng)度傳感器、H-550型 CO2濃度傳感器、GSM模塊TC35、FM31256存儲(chǔ)芯片。
全文摘要
一種基于I2C總線的分布式溫室環(huán)境信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，由微處理器、傳感器模塊、GSM模塊、I2C總線和存儲(chǔ)模塊組成；專門針對(duì)溫室環(huán)境信息的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)共享的系統(tǒng)，省去了專用CAN總線器件，同時(shí)采用了分布式結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的任務(wù)分散到多個(gè)低端的8位或16位微處理器上完成，降低了軟件開發(fā)的難度、縮短了開發(fā)周期。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101943909SQ201010292570
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者吳達(dá)科, 王三根, 王紀(jì)元, 趙虎 申請(qǐng)人:西南大學(xué)