基于TD—LTE的温室温度采集终端

焦洋

摘要：温室，能保温，又称暖房，是我国常见的一种农业设施，尤其是在北方地区。温室在气温较低的时候，可以建起一个温度较高的环境，为农作物生长提供农作物所需的生长环境，有效的保障农作物的正常生长。本文设计了一种基于嵌入式系统的温室温度采集终端系统，实现了对温室内温度的采集，并将采集到的温室温度信息，通过TD-LTE网络传输到位于Internet上的服务器中，有效的保证了温室的有效运行，保证了温室内农作物的正常生长。

关键词：TD-LTE 嵌入式 温度采集

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

随着信息技术的发展，农业也逐渐的进入了信息化时代，农业信息化可以说是农业现代化的基础，通过对农业中数据的信息化，利用计算机技术对其信息化的数据进行分析和管理，可以有效的保证农作物的正常生长[1]。本文根据温室对温度环境的要求保障，设计并研发了一种全自动化的温室温度采集终端，使用温度传感器和嵌入式系统，将采集到的数据发送到Internet上的数据监测平台，有效的降低了人工劳动成本，保证了温室中农作物的正常生长。

1 系统总体设计

该采集终端中，共包含两部分组成，分别是温度数据采集模块和数据传输模块。温度数据采集模块主要负责采集温度数据，并将采集到的数据存储在终端中；数据传输模块主要负责将存储到终端中的数据传输到位于Internet上的服务器中。

2 温度数据采集

2.1 温度传感器

温度传感器可以测得一定范围内的温度数据，并对所得的数据进行输出。本文中所采用的温度传感器是DS18B20温度传感器，该传感器具有低成本，低功耗等优势，对采集到的温度数据，可以直接进行数字化输出，可以测量-55℃-125℃范围内的有效温度数据。该传感器有黄色、蓝色、红色三根引线，接线较方便，三根引线分别接数据线、地线和电源线。其中数据线直接输出数字量。

2.2 嵌入式S3C2440A

嵌入式系统是一种简单的计算机系统，和传统的计算系统相比较有着较大的区别。在使用方面，嵌入式系统通常只是针对某一个特定的工作，而传统的计算机系统则可以实现娱乐、办公等多种功能；在价格方面，嵌入式系统通常价格低廉，而传统的计算机系统则价格相对较高；在尺寸方面，嵌入式系统通常具有较小的身材，而传统的计算机系统则体积相对庞大。综上所述，使用嵌入式系统可以完全满足本文的所有需求，还可以有效的降低成本。本系统所采用的嵌入式系统包括嵌入式微处理器和外围设备组成。其中CPU采用三星公司生产的S3C2440A处理器，该处理器基于ARM架构的嵌入式处理器，它是整个硬件系统的核心。该系统还包括FLASH片SDRAM芯片、DM9000网卡、传感器等多种硬件组成[2]。

2.3 嵌入式Liux

Linux是一种开源的操作系统，集成了Unix的设计思想，具有多用户，多任务等功能。而嵌入式Linux系统是以Linux操作系统内核为基础的精简版操作系统，通过对Linux的裁剪，仅仅保留需要的功能，去掉不需要的功能，实现了操作系统的最小化。本系统中采用嵌入式Linux系统，通过shell和crontab方式，实现了温度数据的采集和数据传输的自动化[3]。

3 数据传输

3.1 TD-LTE

TDD-LTE，国内也常称作TD-LTE，即？Time Division Long Term？Evolution的缩写。是由我国所主导的4G网络标准，也是被3GPP组织所承认的全球通用标准之一。是移动通信技术使用的双工技术之一，是我国国内所使用的主要4G模式，也是我国三大运营商同时支持的4G标准，TD-LTE可以说是TD-SCDMA的后续演进的技术方案，网络传输速度可以达到3G时代的几十倍。同时TD-LTE具备直接接入到Internet中的能力，与Internet中的服务器进行数据通信，大大提高了无线网络接入Internet的能力[4]。

3.2 通信报文

通信报文是在网络进行数据交换所使用的数据信息，该信息是根据通信双方的约定通信规范所组成，使用通信报文可以有效的保证数据的安全和传送。所以在本系统对通信报文也进行了相关的约定。在对系统需求进行相关的分析后，在设计通信报文的时候，至少需要有三部分组成，分别是信息头、时间、内容。其中信息头部分包含了校验信息和终端信息两部分；时间部分包含了日期和时间两部分；内容中则是我们所需要的温度信息数据。为了更好的区分数据，在这里使用“||”作为分隔符，通过分隔符，计算机可以更容易的识别出数据的分组。

3.3 数据传输

嵌入式终端对采集到的温度数据根据通信报文的约定进行组合，并将组合好的报文发送给位于Internet上的数据监测平台。在嵌入式Linux系统中使用C语言实现了对数据发送函数的编写，将采集到的数据按照通信报文的约定，组合成满足要求的字符串，发送到位于Internet上的服务器。同时利用Linux中的crontab设置，实现数据发送的定时发送，时间可以精确到以分钟为单位。

4 结语

通过试验，基于TD-LTE的温室温度采集终端可以有效实现对温室环境温度数据的自动采集，并将采集到的数据发送到Internet上的服务器，有效的保证了温室的正常工作状态，为温室中的农作物生长提供了坚实的基础。

参考文献

[1] 刘卉，汪懋华，王跃宣 等.基于无线传感器网络的农田土壤温湿度监测系统的设计与开发[J].吉林大学学报（工学版），2008（3）：04-08.

[2] 任燕.嵌入式智能多媒体信息发布系统的设计与实现[D].北京：华北电力大学，2006.

[3] 王培.基于嵌入式Linux的IPTV机顶盒的设计与实现：[D].成都：电子科技大学，2008.

[4] 刘禹松，赵斌.4G标准在中国[J].新产经，2014（01）：42-43.