一种基于STM32的低功耗粮情测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于STM32的低功耗粮情测量系统，包括水分及温度测量单元、数据处理单元、GPRS数据传输单元以及数据显示单元,如图1所示。从站将测量单元采集到的信号发往主站，再由主站发往上位机远程服务器，其中从站发射完信号后便进入休眠状态，直到下次需要发射信号。本发明专利技术具有成本低廉、使用方便、信号远距离传输等特点，可实现实时对不同点进行水分及温度测量，解决测量效率低下、工作量大的问题。

A low power automatic measurement system based on STM32

The invention relates to a low power temperature measurement system based on STM32, including the moisture and temperature measurement unit, data processing unit, GPRS data transmission unit and a data display unit, as shown in figure 1. The signal collected by the measurement unit is sent to the main station from the main station, and then sent to the host computer remote server by the master station. After the signal is transmitted from the station, it enters the sleep state until the next time the signal needs to be transmitted. The invention has the advantages of low cost, convenient use, long distance signal transmission, etc., and can realize the real-time measurement of moisture and temperature at different points, so as to solve the problems of low measuring efficiency and large workload.

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32的低功耗粮情测量系统
本专利技术涉及一种粮情测量系统，尤其涉及一种低功耗远距离数据传输的基于STM32的低功耗粮情测量系统，它能够将采集到的水分及温度信号转化为频率信号，由从站传送到主站，并由主站传送到远程服务器。
技术介绍
我国作为产粮大国,粮食产量逐年增加,粮食的存储也变得越来越重要,国家对粮食的存储多采用仓库进行存储,而在存储过程中,对粮食的各种监控只能通过人工方式进行,随着物联网技术的发展,农业生产的智能化愈来愈被人们所重视。近年来,国家对农业自动化以及农业信息化的投入同样也促进了智能农业的发展。粮仓作为储备粮食的重要场所，其现有的粮情测温和水分,设备功能单一，仅可完成各系统运行，无法实现整体集成及关联控制，整套粮情系统没有综合控制，仅通过人员进行各项统计及操作，并且各个传感器的能耗较高，充电麻烦。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述缺陷提供一种基于STM32的低功耗粮情测量系统，可实现对不同点实时进行水分及温度测量，解决测量效率低下、工作量大的问题，实现低功耗及远距离传输。为实现上述目的,本专利技术采用技术方案如下：一种基于STM32的低功耗耗粮情测量系统，其特征在于：包括测量单元，用于采集水分及温度信号并转化为电信号发送给数据处理单元；数据处理单元，以STM32L151为核心处理器，对接收到的电信号进行处理转化为频率信号发送给si4432数据传输单元；si4432数据传输单元，用于接收信号并无线传输给主站；主站信号采集与传输单元，以STM32L151为核心处理器，由si4432接收从站信号并经过STM32处理，通过sim808模块将信号由GPRS传输到远程服务器端口；数据显示单元，用于接收数据处理单元发送的处理信号并进行显示。进一步的，所述的水分测量采用MC1648的采集芯片；进一步的，所述的温度测量采用DS18B20数字式温度传感器；进一步的，所述MC1486的1号引脚与8号引脚分别接到铜环构成LC振荡电路，振荡产生正弦波经过HC4040A和MC12080分频器和LMV7239M7X比较器转化为频率较低的方波信号，传输给STM32L151；进一步的，所述水分及温度测量单元和STM32L151数据处理单元构成从站；进一步的，所述从站的STM32L151在采集数据时正常工作，并由si4432将采集到的信号发送给主站；进一步的，si4432收发器EZ-RadioPRO采用SILABS公司的射频收发器si4432，si4432与ARMSTM32L151通过SPI接口连接，具体是ARMSTM32L151的SPI口引脚分别与si4432的SCLK、SDI、SDO、NSEL引脚连接，SDN为使能信号输入端，SCLK为时钟信号输入端，SDI和SDO用作数据的输入输出端；除了SPI接口外，si4432的NIRQ引脚、SDN引脚分别与STM32L151的PC5、PC4引脚连接，用于CPU控制si4432的中断使能和si4432的芯片使能；si4432的VCC引脚接STM32L151单片机的3.3V输出，si4432的GND和单片机的GND接地；进一步的，所述从站的STM32在采集数据的间隙进入待机模式，通过预先设置好的RTC闹钟定时唤醒，若要在STM32待机期间内测量数据，通过给引脚PA0一个上升沿，就可唤醒STM32；进一步的，所述主站为总数据采集器，核心处理器为STM32L151，通过si4432接收从站信号，并包含sim900无线模块，用于GPRS无线通讯；进一步的，所述主站与服务器的数据传输方式基于sim900无线模块的GPRS无线传输，STM32的串口引脚PA2和PA3与sim900的Rx和Tx连接，sim900的SIM卡接口是标准的SIM卡接口，可以直接插入SIM卡进行通讯；本专利技术的有益效果：本专利技术的低功耗粮情测量系统采用MC1486和DS18B20作为水分及温度测量单元，主站和从站均以STM32L151为核心处理器，并把水分及温度信号转化为频率信号通过si4432由从站发送到主站，再由主站经GPRS传输到服务器，其中从站STM32L151采集到信号后进入睡眠模式，由内部定义的RTC时钟唤醒，如此循环。可实现在粮仓内对不同点进行实时的水分及温度测量，解决测量效率低下、工作量大的问题，此外该传感器具有功耗低、成本低廉、使用方便、信号远距离传输等特点，同时数据会通过GPRS传输给上位机如PC机可以使工作人员进行过程监控。附图说明图1为本专利技术的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统的模块连接示意图。图2为本专利技术的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统的传感器探头结构框图图3为本专利技术的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统的主站广播流程图图4为本专利技术的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统的从站通讯流程图具体实施方式本专利技术的基于STM32的低功耗粮情测量系统是一种可实现无接触低功耗水分及温度测量与si4432及GPRS数据传输的系统。如图1所示，本专利技术基于STM32的低功耗粮情测量系统，包括：水分及温度测量单元，数据处理单元，si4432数据传输单元，主站信号采集与传输单元，数据显示单元。本专利技术中测量单元采用MC1648和DS18B20采集芯片,主站和从站的核心处理器均采用STM32L151，从站的频率信号输出单元采用的是si4432无线发射模块，主站信号采集与传输单元采用si4432接收从站信号，采用GPRS发送给远程服务器。本专利技术的从站与主站的核心处理器为STM32L151，它是基于行业标准的ARM322位精简指令结构——ARM公司最新的内核Cortex-M3。该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、实时应用、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。它的时钟频率高达72MHZ，内嵌高达128KB的FLASH程序存储器，以及丰富的IO接口可支持3.3V和5V电压，有极强的设备驱动能力。此处理器具有运行速度快、可靠性高、资源丰富以及功耗低等优点，可广泛应用于手持设备、工业控制和电机控制等领域。为了更进一步的了解本专利技术的实施方式，下面将结合附图分别介绍本专利技术的水分及温度测量单元,数据处理单元，数据传输单元，数据显示单元之间的电气连接方式。如图2所示，为传感器探头结构框图。水分测量单元采用MC1648的采集芯片，温度测量采用DS18B20温度传感器，它们分别接到铜环构成LC振荡电路，振荡产生正弦波经过HC4040A和MC12080分频器和LMV7239M7X比较器转化为频率较低的方波信号，传输给STM32。从站的频率信号输出单元采用的是si4432无线发射模块，它与主站的si4432无线接收模块通过广播通信协议进行数据传输。主站广播流程图与从站通讯流程图如图3和图4。首先主站不断进行广播，广播的信息为从站地址配置信息，如AY3600，其中第1个字节表示从站编码，如A、B、C等；第二2个字节表明是否更改周期，Y表示更改，N表示不更改；第3～6字节表示更改后的周期，如3600，即表示1h；以主站与从站A的通信为例，首先主站广播地址配置信息AY3600，所有的从站都接收到该信息，各从站取出第1个字节与自身编码比对，若相同则此信息为本台测量单元的信息，若不同则舍弃准备接收下一条信息；匹配的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于STM32的低功耗粮情测量系统，包括水分与温度测量单元，用于采集水分和温度信号并转化为电信号发送给数据处理单元；数据处理单元，以STM32L151为核心处理器，对接收到的电信号进行处理转化为频率信号发送给si4432数据传输单元，si4432数据传输单元用于接收信号并无线传输给主站；主站信号采集单元，以STM32L151为核心处理器，由si4432接收从站信号并通过STM32处理，通过sim808模块将信号由GPRS传输到远程服务器端口；数据显示单元，用于接收数据处理单元发送的处理信号并进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32的低功耗粮情测量系统，包括水分与温度测量单元，用于采集水分和温度信号并转化为电信号发送给数据处理单元；数据处理单元，以STM32L151为核心处理器，对接收到的电信号进行处理转化为频率信号发送给si4432数据传输单元，si4432数据传输单元用于接收信号并无线传输给主站；主站信号采集单元，以STM32L151为核心处理器，由si4432接收从站信号并通过STM32处理，通过sim808模块将信号由GPRS传输到远程服务器端口；数据显示单元，用于接收数据处理单元发送的处理信号并进行显示。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统,其特征在于：数据采集时，从站各模块正常工作，数据采集完毕并且传输给主站后，STM32进入待机模式，通过预先设置好的RTC闹钟定时唤醒，若要在STM32待机期间内测量数据，通过给引脚PA0一个上升沿，就可唤醒STM32。3.根据权利要求1所述的一种基于STM32的低功耗粮情测量系统，其特征在于：水分测量采用MC1648采集芯片，温度测量采用DS18B20温度传感器，将它们的引脚分别接到铜环构成LC振荡电路，振荡产生正弦波经过HC4040A和MC12080分频器和LMV7239M7X比较器转化为频率较低的方波信号，传输给STM32；所述的测量单元和STM32构成该粮情测量系统的从站；从站的频率信号输出单元采用si4432无线发射模块。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：潘庭龙，龚尚红，沈艳霞，吴定会，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32