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基于串口联网服务器的农业远程环境数据采集系统研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-25  来源:www.szchilink.com  作者:www.szchilink.com  浏?#26469;?#25968;:294
核心提示:研究了利用有线网络进行远程环境数据采集的方法,利用因特网的硬件资源实现了环境数据的远程采集。系统的数据 采集部分通过串口一IP服务器与因特网连接,数据根据串口一IP服务器内所设置好的参数(IP地址,数据?#34892;?#24320;放的端口号等)


研究了利用有线网络进行远程环境数据采集的方法,利用因特网的硬件资源实现了环境数据的远程采集。系统的数据

采集部分通过串口一IP服务器与因特网连接,数据根据串口一IP服务器内所设置好的参数(IP地址,数据?#34892;?#24320;放的端口号等)

实时地传到数据?#34892;摹?#35813;系统的特点之一是串口服务器省略了借助于计算机向数据?#34892;?#20256;输的步骤,而是用串口一IP服务器替代了计算

机,从而使系统更加经济、便捷与实用。

在?#36828;?#21270;领域,随着远程分布式控制系统的发展,使传感器采集的数据立即具备联网能力的设备联网服务器得到越来越广泛的应用。其可靠的传输性能以及广泛的适用性得到广大用户的青睐。由此,将串口转IP服务器与传感器相结合,利用现有的有线网络进行远程数据采集与监控已成为数据通信业务的一个新的热点ll’2l。本文将结合环境数据的采集及远程数据传输等方面的应用?#28304;?#21152;以研究。众所周知,田间环境参数如气温、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等是进行田间农业科学实验的关键因素,对这些参数进行准确、实时监测与控制对于农业试验的成功至关重要。通常情况下,试验田一般距离数据?#34892;?#36739;远,因而产生了数据如何进行传输的问题,基于串口转IP服务器的有线数据传输研究即定位于这一问题的解决13J。

1 基于串口连网服务器的远程数据采集系统硬件组成

系统硬件部分主要包括传感器(气温传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器),SWP系列多路数字显?#31350;?#21046;仪,串口转IP

服务器等。系统的结构模块

本系统温度传感器选用PTIO0,串口服务器其所采用的铂电阻被广泛地应用来测量中低区(一200—500 oC)的温度,它的特点是精度高、性能可靠、电阻温度系数稳定、电阻与温度变化呈线性关系,以及在整个测量范围内具有稳定的物理和化学性质;湿度传感器选用的是电解?#36866;?#25935;器件氯化锂,氯化锂湿敏元件的优点是滞后小?#23433;?#21463;测试环境风速的影响,测试精度一般可达正负5%;光照传感器选用型号为BYT20YSCGJ的光照度传感器,该传感器采用先进的电路模块技术开发变送器,用于实现对环境光照度的测量,输出标准的电压及电流信号,具有体积小、安装方便、线?#36828;?#22909;、传输距离长、抗干扰能力强等特点;土壤水分传感器选用TDR一3土壤水分传感器,该传感器可测?#23458;?#22756;水分的体积百分比,与土壤本身的机理无关,是目前国际上最流行的土壤水分测量设备,也是一款高精度、高灵敏度的测?#23458;?#22756;水分的传感器。本系统数据处理硬件部分选用了SWP系列仪表,该仪表融进了国际上最新器件与控制算法技术,更高层次地体现了微处理器仪表的智能化、系列化与高可靠性等特点。SWP多路?#24067;?#20202;以一表多用的

特点,使用户拥有充分的自主权,用户可以方便地进行二次开发。使用之前要注意SWP多路数字仪表的参数设定,例如分度号、通讯波特率的选择、小数点、报警方式、变送输出量程上下限等参数。正确设定参数,仪表才能正确地测量温室环境数据。系统选用了W1000串口服务器,由于串口设备服务器和串口传送数据的软件通讯协议无关,而是通过硬件手段,直接把串口转换成网口,并从网口进入到以太网。由于工业用串口设备的通讯波特率为9 600~192 100 bps,而以太网带宽为10、100 Mbps甚至1 000 Mbps,所以在一个以太网中,可以同时传?#32479;?#21315;上万路串口信号。串口设备服务器把串口设备的通信距离?#30001;?#21040;以太网能够到达的任何地方,包括局域网、企业网,互联网。串口设备和上位计算机构成多?#36828;?#24635;线拓扑关系,通过地址和串口号寻址。由于以太网是当今使用率非常高的标准网络,只要有以太网,就不用为串口设备远程通信敷设专用线路。由于是总线拓扑结构,当串口设备或者计算机的位置变化?#20445;?#19981;需敷设专线,只要附近有以太网就行。

2 串口连网服务器的设置要对采集的环境数据进行远程传输,串口服务器首先要对串口转IP服务器进行设置。在端口设置界面设置工作模式为TCP—CLIENT模式,同?#20445;?#35201;对TCP—IP的服务器地址及远端端口号进行设置。参数设置的关键部分是设置TCP/IP的服务器地址。端口设置完成以后,接下来就要对路由器进行设置。需要在?#34892;?#31471;的路由器上开放一个端口,该端口号?#27425;?#20018;口转IP服务器上所设置的远端端口号。在路由器的虚拟服务器设置界面开放局域网内的一台计算机,绑定IP与端口号。注意:该端口号不要与其他已经开放的端口号重复。这样,串口连网服务器及相关的路由器的设置就完成了。

3 数据采集软件的编写数据采集软件运行于数据?#34892;?#30340;服务器上,它的主要作用是采集远程的数据,然后进行解码处理,串口服务器最后实现数据的存储以及上传到田间环境数据网页上。由于串口转IP服务器支持的双向?#35813;?#24335;数据传输,因此只要在数据?#34892;?#21457;给采集现场的SWP仪表数据?#27695;?#21629;令,环境数据就会传输到数据?#34892;摹?#26681;据上述,要编写针对SWP仪表的数据采集软件,就要首先对该型号仪表的通讯协议进行了解,尤其是数据采集命令以及数据的编码规则基于串口联网服务器的农业远程环境数据采集系统实现了田间环境数据的采集与远程有线数据传输。但该系统的有线数据传输部分与传统的有线数据传输不同,传统的有线数据传输大多通过计算机将数据传输到因特网上,而该系统采用的是实时性

的串口转IP服务器替代了通用计算机。串口服务器由于串口转IP服务器中设置了数据?#34892;?#30340;IP地址与数据?#34892;?#25152;开放的端口号,因此,数据可以准确地到达数据?#34892;摹?a href="http://www.szchilink.com/">串口服务器该系统将仪表采集的环境数据直接通过串口连接到串口转IP服务器上,然后传输到有线网络上。在数据?#34892;?#31471;通过网口接收数据,在数据?#34892;?#35745;算机上运行虚拟串口软件,将网口虚拟成一个硬件串口。因此本系统的一个突出特点是实时性和准确性。由于在数据的采集端省略了笨重的计算机,而代之以轻便的串口转IP服务器,使得系统更具有经济、便捷和实用性。可为田间进行农业科学实验和进行环境数据的监测提供了有力的技术保障。

深圳市智联物联科技有限公司是一家致力于提供工业级无线网络通讯产品和解决方案的物联网企业,智联物联科技集产品研发、生产、销售、技术服务及定制化开发于一体。公?#22659;?#31435;以来,为各行各业提供基于移动通信M2M系列产品和解决方案;工业级3G/4G无线路由器,4g工业路由器,4G dtu,车载wifi,PLC远程控制网关,工业路由器,工业级路由器,工业级无线路由器,工业级4g无线路由器,3g路由器,4g路由器,工业4G网关,工业无线路由器,打印服务器,

遍及智能电力、智能交通、智能消防、智能家?#21360;?#26234;慧水利、智慧医疗、快递柜、充电桩、自助终端、公共安全、安防通信、工业监测、环境保护、环境监测、路灯照明、花卉栽培、车载Wifi等多个领域。

智联物联拥有一支专业的工业网络通讯产品研发团队,由具有丰富的电?#30828;?#21697;开发经验的电子工程师、软件工程师和丰富的系统应用经验的网络工程师组成,以工业产品的开发流程和标准,采用国际领先的技术,不断创新,追求卓越,开发出一系列稳定、可靠的工业通讯产品,获得了多项发明和专利。

企业文化:智联物联以专业的团?#21360;?#20248;质的产品、完善的服务得到客户的信任和认可。

 串口服务器

智联物联价值观:专业合作、诚信立业、创新兴业、客户满意。www.szchilink.com

一、工业级设计

1.采用高性能工业级32位处理器

采用全球顶级无线解决方案高通芯片,处理速度快,功耗小,发热量低,兼容性强,更加稳定,能满足一年365天7*24小时长时间稳定运行不掉线。

2.采用高性能工业级通信模块

采用华为等一线?#25918;?#39640;质量的通信模块,接收能力强,信号稳定,传输更快。

操作系统

采用OpenWRT一个高度模块化、高度?#36828;?#21270;的?#24230;?#24335;Linux系统,让设备更加稳定,拥有128Mb超大Flash、1G超大内存,可以支持个性化定制开发的需求。

优质的PCB线路板,采用工业级元器件

公司产品线路板采用高?#20998;?#26448;质,高标准生产,4层板工艺,产品元器件采用性能稳定的工业级元器件,全部机器?#36828;?#21270;实现贴片生产,保证了产品的稳定可靠。

电源采用宽电压设计

支持DC5V-36V,内置电源反相保护和过压过流保护,承受瞬间电压电流过高的冲击。

以太网采用千兆网口,内置电磁防护

以太网接口内置1.5KV电磁隔离保护,千兆网口,传输速度更快。

抗干扰能力强

外壳采用加厚金属外壳,屏蔽电磁干扰,设备防护等级IP34,适?#26174;?#29615;境恶劣的工业环境下使用。

二、功能强大

1.多模多卡,负载均衡

扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

支持全球网络制式

支持国内三大运营商2G、3G、4G网络制式,或者支持?#20998;蓿?#25110;者支持东南亚,或者支?#22336;?#27954;,或者支持拉美等国家的2G、3G、4G网络制式。

支持有线无线备份

WAN口和LAN口可弹性切换,支持WAN口有线和无线备份,有线优先、无线备份。

串口传输

支?#28382;?#26102;串口232/485串口传输。

支持APN/VPDN专网卡,支持多种VPN

支持APN/VPDN专网卡使用,同时支持PPTP、L2TP、Ipsec、OpenVPN、GRE等多种VPN。

强大的 WIFI功能

具备WIFI功能,可隐藏SSID,同时支持3路WiFi,最多可支持15个信道,可同时接入50个设备,WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client,中继器,中继桥接和WDS等多种工作模式,支持802.11ac,即5.8g(可选)。

支持IP穿透功能

可实现主机IP为路由器获取的IP地址,相当于主机直?#30828;?#21345;拨号上网获取基站IP。

支持VLAN虚拟局域网划分

通过VLAN的划分,增强局域网的安全性,VLAN技术,能将不同地点、不同网络、不同用户组?#26174;?#19968;起,形成一个虚拟的网络环境。

支持QOS,带宽限速

支持不同网口带宽限速,IP限速,总带宽限速。

支持DHCP,DDNS,防火墙,NAT,以及DMZ主机等功能

支持ICMP,TCP,UDP,Telnet,FTP,HTTP,HTTPS等网络协议

支持定时重启、手机短信控制上下线

可选支持portal广告,短信?#29616;ぃ?#24494;信?#29616;ぃ珿PS/北斗定位功能(可选)

支持M2M云平台管理,手机监控和WEB监控

设备数据监控、流量限制功能、资源推送、统计报表、远程设备管理(远程重启,WiFi开关),远程参数修?#27169;?#27969;量限制,gps定位追踪轨迹。

三、稳定可靠

1.支持硬件WDT看门狗,提供防掉线机制,确保数据终端永远在线。

2.支持ICMP检测,流量检测,及时发现网络异常?#36828;?#37325;启设备,保证系统长期使用稳定可靠。

3.工业级设计,金属外壳,抗干扰、防辐射,湿度95%无凝结,耐高温耐低温,零下30度至高温75度?#37096;?#20197;正常工作。

4.产品通过CCC?#29616;ぃ分轈E?#29616;?#31561;多种?#29616;?

操作简单,方便易用

1.上网简单,推杆式用户卡接口,插入手机卡/物联网卡/专网卡,?#31995;?#21518;即可联网使用网口和WIFI。

2.支持软硬件恢复出厂设置,可软件清除参数,可硬件RST一键恢复出厂设置。

3.产品快速使用说明书,WEB?#35828;?#24335;页面,可以快速设置使用设备。

4.诊断工具:日志下载查看,远程日志记录,ping检测,路由追踪,方便检测设?#24863;?#24687;。

 

 

 
关键词: 工业级3G/4G无线路由器,4g工业路由器,4G dtu,车载wifi,PLC远程控制网关,工业路由器,工业级路由器,工 业级无线路由器,工业级4g无线路由器,3g路由器,4g路由器,工业4G网关,

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