基于MSP430和CC2530的温室大棚数据采集系统设计-设计应用

精品文档-下载后可编辑基于MSP430和CC2530的温室大棚数据采集系统设计-设计应用设计基于MSP430F149单片机为主控制单元，CC2530为数据采集单元的温室大棚数据采集系统CC2530连接温湿度传感器AM2301、二氧化碳传感器TGS4161和光照传感器BH1750，对温室大棚内的温湿度、二氧化碳浓度和光照强度进行采集，并将采集到的数据发送给配有CC2530模块的MSP430F149单片机，由单片机对收到的数据进行分析处理并发给上位机存储显示。给出了系统的整体框图、采集电路和系统软件流程图。实际测试表明，系统能够准确的完成温湿度、二氧化碳浓度和光照强度的采集，功耗较低，具有智能化传感器网络的特点，在智能农业领域有着很好的市场前景和推广价值。

农作物的生长受到自然条件的影响，如温湿度、二氧化碳浓度和光照等。随着计算机技术和无线传感网络的发展，用信息技术改造农业尤其是农业温室大棚是农业发展的必然阶段。温室环境检测是实现温室智能化控制的一个重要环节。如何有效的利用传感器技术、自动检测技术、通讯技术和计算机技术，研制出对温室温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等多种温室环境要素进行测量的数据采集系统，是科技工作者面临的重要课题。中国的智能温室大棚起步较晚，已有的温室大棚控制系统采集环境要素单一，技术还不够成熟。因此，设计一套具有自主知识产权的温室大棚数据采集系统是十分必要的。本文设计了一套使用超低功耗单片机MSP430F149为控制的温室大棚数据采集系统，能够实现对温室大棚内的温湿度、二氧化碳浓度和光照实时采集传输，由主控单元将采集到的数据经过分析处理后，通过USB发送到上位机进行实时显示与存储。该系统使用的硬件资源较少，电路工作稳定，功耗较低，便于携带和安装。

1总体设计

系统的总体结构图如图1所示。

2系统硬件设计

2.1接有CC2530无线模块的MSP430F149电路

MSP430系列单片机是TI公司1996年开始推向市场的一种16位超低功耗的混合信号处理器。以MSP430F149为例，其主要特点有：1）超低功耗。待机电流小于1μA，在RAM数据保持方式时仅耗电0.1μA，活动模式时耗电250μA.在系统中共有1种活动模式（AM）和5种低功耗模式（LPM0-LPM4）。2）强大的处理能力。MSP430F149采用了目前流行的、颇受学术界好评的精简指令集结构，1个时钟周期就可以执行1条指令。3）高性能模拟技术及丰富的片上外围模块。内部集成看门狗定时器、12位ADC、DMA控制器、基本定时器和串行通信（UART、IIC、SPI）等。

CC2530是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。它能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点。CC2530结合了的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存8KBRAM和许多其他的强大功能。CC2530有4种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB的闪存。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。CC2530结合了TI公司业界的ZigBee协议栈（Z-StackTM），提供了一个强大和完整的ZigBee解决方案。

MSP430F149与无线模块CC2530的电路连接如图2所示。

3系统软件设计

本系统中MSP430F149的开发环境为IAREmbeddedWorkbenchEvaluationforMSP4305.30，CC2530的开发环境为IAREmbeddedWorkbenehfor80518.10Evaluation.CC2530所使用的协议栈为TI公司的ZStaek-CC2530-2.3.0-1.4.0.系统的软件流程图如图6所示，其中左边为与CC2530相连接的MSP430F149软件流程图，右边为连接传感器的CC2530数据采集发送流程图。

4结论

该温室大棚数据采集系统以MSP430F149与CC2530为硬件资源，各电路工作稳定，系统搭建后无需人员长期值守，各采集模块独立工作。实际测试表明