基于STM32W108的粮食储备系统粮情监测

薛雅丽

(唐山学院 信息与智能工程学院，河北 唐山 063020)



基于STM32W108的粮食储备系统粮情监测

薛雅丽

(唐山学院 信息与智能工程学院，河北 唐山 063020)

摘要：针对粮食储备系统监管耗时长、成本高、实时性差等问题，设计了一种基于STM32W108的无线传感网络全自动化监控系统。该系统的粮仓监测部分采用基于STM32W108的Zigbee网络，数据传输系统采用Internet网络。各个无线传感节点将采集的数据传输给STM32W108协调器，协调器统一通过串口传输给网关Tiny6410，网关再通过Enternet接口传输到Internet网络，最后供各级管理部门使用。

关键词：粮食储备；粮情监控；STM32W108；Zigbee；以太网

0引言

目前粮食储备系统的粮情监控大多沿用人工检测的方式，工作强度大，易受人为因素影响。有的粮库只局部实现了自动化检测，检测结果时效性、完整性非常差；采用自动化方式进行检测的，亦大多是有线方式，在粮仓内设置大量电缆，每次倒仓后都要对这些电缆重新整理检查，增加了许多劳动量[1]。粮食系统检查督导工作大多是上级部门每年定时直接委派人员到下级储粮点进行检查监督，耗时长、成本高、实时性差、人为因素多。

笔者设计了一种基于STM32W108的粮食储备系统粮情监测系统，通过在每个粮仓合适的位置安装多个传感器查看仓库的存量情况；通过安装温度、湿度传感器、虫害检测设备检测粮食质量情况。

1STM32W108节点

STM32W108作为核心芯片，结合温度传感器、湿度传感器、虫情检测传感器、位置传感器等构成底层的节点，对粮仓情况进行采集，并自动搜索周围的协调器加入WSN网络，将采集到的数据发送至STM32W108协调器。协调器通过串口传输粮食温度、湿度、虫情状况给分库网关，网关再经过板载Enternet接口把数据传输到Internet，供各个管理部门使用。传感器节点电路原理如图1所示，图的左边部分是虫情检测电路。昆虫都有往缝隙孔里钻的习惯，把一个光电传感器放入一个细管子底部，当有昆虫钻入的时候，光电传感器就会产生一个脉冲，单片机就可以进行一个计数，从而得知害虫的数量。图的右边部分是湿度检测电路，下方是温度检测电路。传感器节点程序流程图如图2所示。

图1　传感器节点电路原理图

图2　传感器节点程序流程图

2STM32W108协调器

协调器的主要功能是Zigbee网络的组网、节点的加入和删除以及向网关发送数据等。主要接收各个粮仓粮情采集的数据，并通过串口传输到网关[3-4]。各个节点采集的粮食温度、湿度、数量等数据发送到协调器后，由协调器交给应用层，应用层通过调用串口API发送到网关。协调器节点原理图如图3所示。

图3　协调器节点原理图

协调器节点程序流程图如图4所示。

图4　协调器节点程序流程图

3Tiny6410网关

网关主要对从Zigbee来的数据进行分析处理，并打包送到Internet。同时对客户端发来的数据进行解析，然后发给协调器。多个检测用传感器数据通过无线检测节点STM32W108采集，然后通过适用于短距离无线通信的ZigBee网络传输到协调器，协调器进行处理后通过串口传输到网关Tiny6410，每个分库置一个网关，最后各个分库的网关可以把所有数据通过以太网接口传输到Internet网络，分中心以及不同粮食管理部门可以直接通过网络查看国家粮食储备情况。网关将Internet发送来的数据进行解封装交给协调器，协调器再将数据打包加上地址发送给各个终端节点。网关到Internet的传输采用以太网口传输，客户端与服务器模式的网络通信结构采用Windows Socket网络编程实现，从而实现粮食数据上传到Internet，方便各级粮食管理部门查看、监督以及制定措施。网关原理图如图5。

图5　网关原理图

软件流程图如图6所示。

图6　网关软件流程

4结论

采用无线传感网络的形式对粮食储备系统粮情进行监控，底层粮仓采用Zigbee网络采集温度、湿度、虫害、粮食数量等信息；数据远程传输采用Internet方式。对于无线传感节点的数据通过协调器

传输给网关，网关可以实现粮仓粮食相关数据到互联网的连接，因此粮食系统各级管理部门可以非常方便地访问、调用、监督国家粮食储备情况。

参考文献：

[1]褚芳芳，杨小辉，臧传真，等.基于物联网的数字化粮库监管系统研究与应用[J].物联网技术，2014(1)：71-74.[2]沈建华，郝立平.STM32W108无线射频ZIGBEE单片机原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.

[3]顾瑞红，张宏科.基于Zigbee的无线网络技术及其应用[J].电子技术应用，2005，31(6)：1-3.

[4]孙超，周孟然，王亚清.基于Zigbee技术的矿上监控及巡逻系统[J].煤炭技术，2011(5)：180-182.

(责任编校：夏玉玲)

The STM32W108-Based Monitoring System for Grain Reserve

XUE Ya-li

(College of Intelligence and Information Engineering，Tangshan University， Tangshan 063020， China)

Abstract：Based on STM32W108， the author of this paper has designed an automatic wireless-sensor monitoring system to solve the problems of the time-consuming， high cost and poor real-time performance of grain reserve. In this system， STM32W108-based Zigbee network is applied to barn-monitoring and data is transmitted on the Internet. Each wireless sensor node collects data and sends it to the stm32w108 coordinators， which， in turn， transmit it to tiny6410 through the serial ports. Finally， the gateway sends the data to the Internet through Enternet for the use by management departments at all levels.

Key Words：grain reserve；grain-monitoring； STM32W108； Zigbee； Ethernet

基金项目：2015年度唐山市科技计划项目(15110203a)

作者简介：薛雅丽(1979-)，女，河北卢龙人，讲师，硕士，主要从事智能控制、嵌入式系统研究。

中图分类号：TP212.9

文献标志码：A

文章编号：1672-349X(2016)03-0035-03

DOI：10.16160/j.cnki.tsxyxb.2016.03.011