CN101943909A - 基于i2c总线的分布式温室环境信息存储系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统，由微处理器、传感器模块、GSM模块、I2C总线和存储模块组成；专门针对温室环境信息的存储设计了一种数据共享的系统，省去了专用CAN总线器件，同时采用了分布式结构，将复杂的任务分散到多个低端的8位或16位微处理器上完成，降低了软件开发的难度、缩短了开发周期。

Description

基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统
技术领域
本发明涉及设施农业技术领域，特别是涉及一种基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统。
背景技术
温室环境信息存储系统需要检测空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度和光照强度等环境信息并存储下来以供日后的分析和研究。由于该系统外围传感器数量较多，其种类既有模拟式、也有数字式，而且还涉及到存储芯片，所以用一片微处理器处理起来比较困难,使用多片微处理器联合工作就需要解决它们之间的多级通信问题。传统的方式是采用“主从式”，这种方式限制了微处理器功能的发挥和广泛应用。
随着CAN总线的广泛应用和CAN控制技术的成熟，从本质上解决了任意两机之间的直接相互通信，从而克服了“主从式”多级通信的缺点，提高了微处理器之间的通信速率和效率。典型的CAN总线控制节点是由微处理器、CAN控制器和CAN接口构成。多个控制节点通过CAN接口挂接到CAN总线上，每个控制节点都有权向其他控制节点发送信息，形成多主机控制器局域网。目前广泛流行的CAN总线器件分为2大类，即独立CAN控制器和带有在片CAN的微控制器，前者由CAN控制器SJA1000和收发器PCA82C250组成；后者以C8051F040、P8XC582及16位微控制器87C196CA/CB为代表。
使用CAN总线实现温室环境信息存储系统中多微处理器之间的通信存在以下问题：独立CAN控制器的硬件结构比较复杂，每挂接一个微处理器都需要配置相应的CAN控制器和收发器，这样就使得系统的硬件结构变得复杂；带有在片CAN的微控制器硬件结构比较简单，但是需要在一片微处理器上写入用户程序和CAN总线通信协议，软件编程难度增大。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于I2C总线的温室环境信息存储系统。通过分析温室环境信息存储系统发现，整个系统是以存储芯片为中心：外围传感器采集的数据需要存储到存储芯片中；数据的查询需要从存储芯片中提取相应数据；远程传输也需要从存储芯片中提取数据。因此可以围绕存储芯片设计一种新的总线结构来解决以上问题。
本发明一种基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统，由微处理器、传感器模块、GSM模块、I2C总线和存储模块组成；微处理器选用51微处理器或PIC微处理器等8位或16位低性能微处理器，外围传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器，远程通讯模块采用GSM模块,存储模块选用I2C总线结构的存储芯片；每种传感器和GSM模块各用一片微处理器处理,这些微处理器都接到一片存储芯片上面;同一时刻只能有一片微处理器对存储芯片进行读写操作,该任务调配由一片微处理器专门处理，该片微处理器的一个I/O口接到一片微处理器上,同一时刻只能有一个I/O是高电平,其余都是低电平,这样就保证了每次只有一片微处理器检测到高电平信号,从而对存储芯片进行相应操作。
优选配置如下：STC89C52微处理器、SHT10型空气温湿度传感器、SHT10P型土壤温湿度传感器、BH1710FVC型光照强度传感器、H-550型CO2浓度传感器、GSM模块TC35、FM31256存储芯片。
附图说明
图1是基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统硬件结构图。
本发明的优点是专门针对温室环境信息的存储设计了一种数据共享的系统，省去了专用CAN总线器件，同时采用了分布式结构，将复杂的任务分散到多个低端的8位或16位微处理器上完成，降低了软件开发的难度、缩短了开发周期。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。
一种基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统，由微处理器、传感器模块、GSM模块、I2C总线和存储模块组成。如图1所示,微处理器2-5分别完成土壤温湿度、空气温湿度、光照强度和CO2浓度的检测，微处理器0通过I/O口控制每次只能有一块微处理器将数据写入存储模块FM31256；微处理器0同时监测和微处理器1的连接：当GSM模块收到查询短信后，该管脚变为高电平，此时微处理器0停止微处理器2-5对FM31256的读入，由微处理器1读出FM31256内部数值，并通过GSM模块发送给用户；当微处理器的短信回复工作结束后，将该管脚重新变为低电平，这时微处理器0又开始循环使能微处理器2-5向FM31256写入温室环境数据。

Claims (2)

1.一种基于I2C总线的分布式温室环境信息存储系统，其特征在于，由微处理器、传感器模块、GSM模块、I2C总线和存储模块组成；微处理器选用51微处理器或PIC微处理器，外围传感器包括空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器、CO2传感器或光照强度传感器，远程通讯模块采用GSM模块,存储模块选用I2C总线结构的存储芯片；每种传感器和GSM模块各用一片微处理器处理,这些微处理器都接到一片存储芯片上面;同一时刻只能有一片微处理器对存储芯片进行读写操作,该任务调配由一片微处理器专门处理，该片微处理器的一个I/O口接到一片微处理器上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配置如下：STC89C52微处理器、SHT10型空气温湿度传感器、SHT10P型土壤温湿度传感器、BH1710FVC型光照强度传感器、H-550型CO2浓度传感器、GSM模块TC35、FM31256存储芯片。
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