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嵌入式電路LoRaWAN小型氣象站的制作

閱讀:47發布時間:2022-7-1

在嵌入式電路場景中,您發現人們構建氣象站系統是很常見的。連接傳感器、微控制器和 Wi-Fi 等網絡協議的一種非常簡單的方法是構建氣象站。如今,IoT(物聯網)領域發展非常迅速,并且越來越需要有關網絡協議的新技術。
 
本項目的主要思想首先是:搭建一個使用LPWAN網絡協議的自動氣象站。LPWAN(低功耗廣域網)網絡提供了通過長距離傳輸創建低功耗系統的可能性。
 
特點:
 
7項環境措施:溫度、濕度、大氣壓力、紫外線輻射強度、降水量、風向和風速
帶有光伏板和電池的自治系統
LoRaWAN 基礎設施(遠程傳輸)
 
LoRaWAN
 
讓我們解釋一下 LoRaWAN 網絡是如何工作的:End-Device功能正在發送數據包;在這種情況下,它是一個氣象站讀取環境變量。該網關負責接收這個包被稱為“有效載荷”,并在一個JSON格式轉換這個包。網關使用 TCP/IP 協議將轉換后的信息重新發送到網絡服務器。然后,網絡服務器能夠存儲此數據或發送到向用戶顯示所有數據流量的應用服務器。
 
嵌入式系統
 
該項目分為三個系統:傳感器系統、通信系統和電力系統。傳感器系統包括 MCU (ESP32) 之間的所有傳感器集成。通信系統包括 LoRaWAN 收發器模塊和 ESP32。LoRaWAN 網關設置也包含在通信系統中。電力系統包括光伏系統,其中包含電池、充電控制器和太陽能電池板。
 

農業氣象站集成了空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、土壤水分傳感器、葉面濕度傳感器、光照強度傳感器等設備,可用來實時監測以下幾種對農業生產影響較大的氣象參數:降雨量、相對濕度、溫度、光照強度,以及葉片表面濕度和土壤含水量。
氣象站采用太陽能獨立供電,具有斷電數據保護功能,支持220V交流供電,使用GPRS無線遠傳,通過無線公網進行實時回傳數據。

基于物聯網技術,可組建遍布全國的數據監測、數據采集、數據上報的傳感器網絡,信號無線回傳,并上傳到服務器端,對歷史數據做云存儲處理,便于科研及農業生產人員在獲取實時數據的同時,也能夠隨時查詢分析歷史數據,依此做出相應的預防和補救措施,保證農作物有一個良好的、適宜的生長環境。 

參數測量范圍分辨率測量精度
風速0~60m/s0.1m/s±0.2m/s or 2%
風向0~360°0.1°±2°
溫度-40~50℃0.1℃±0.2℃
濕度0~99%0.10%±2% RH
露點溫度-40~50℃0.1℃±0.2℃
光照0~24h0.1h±0.1h
降雨0~200mm/h0.1mm±0.3mm or 3%
土壤溫度-50~80℃0.1℃±0.5℃
土壤濕度0~99%1%±3%
土壤 EC 值0~19.9ms/cm0.1 ms/cm±0.1 ms/cm

 


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