基于STM32W108的糧食儲備系統糧情監測

薛雅麗

(唐山學院 信息與智能工程學院，河北 唐山 063020)

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基于STM32W108的糧食儲備系統糧情監測

薛雅麗

(唐山學院 信息與智能工程學院，河北 唐山 063020)

摘要：針對糧食儲備系統監管耗時長、成本高、實時性差等問題，設計了一種基于STM32W108的無線傳感網絡全自動化監控系統。該系統的糧倉監測部分采用基于STM32W108的Zigbee網絡，數據傳輸系統采用Internet網絡。各個無線傳感節點將采集的數據傳輸給STM32W108協調器，協調器統一通過串口傳輸給網關Tiny6410，網關再通過Enternet接口傳輸到Internet網絡，最后供各級管理部門使用。

關鍵詞：糧食儲備；糧情監控；STM32W108；Zigbee；以太網

0引言

目前糧食儲備系統的糧情監控大多沿用人工檢測的方式，工作強度大，易受人為因素影響。有的糧庫只局部實現了自動化檢測，檢測結果時效性、完整性非常差；采用自動化方式進行檢測的，亦大多是有線方式，在糧倉內設置大量電纜，每次倒倉后都要對這些電纜重新整理檢查，增加了許多勞動量[1]。糧食系統檢查督導工作大多是上級部門每年定時直接委派人員到下級儲糧點進行檢查監督，耗時長、成本高、實時性差、人為因素多。

筆者設計了一種基于STM32W108的糧食儲備系統糧情監測系統，通過在每個糧倉合適的位置安裝多個傳感器查看倉庫的存量情況；通過安裝溫度、濕度傳感器、蟲害檢測設備檢測糧食質量情況。

1STM32W108節點

STM32W108作為核心芯片，結合溫度傳感器、濕度傳感器、蟲情檢測傳感器、位置傳感器等構成底層的節點，對糧倉情況進行采集，并自動搜索周圍的協調器加入WSN網絡，將采集到的數據發送至STM32W108協調器。協調器通過串口傳輸糧食溫度、濕度、蟲情狀況給分庫網關，網關再經過板載Enternet接口把數據傳輸到Internet，供各個管理部門使用。傳感器節點電路原理如圖1所示，圖的左邊部分是蟲情檢測電路。昆蟲都有往縫隙孔里鉆的習慣，把一個光電傳感器放入一個細管子底部，當有昆蟲鉆入的時候，光電傳感器就會產生一個脈沖，單片機就可以進行一個計數，從而得知害蟲的數量。圖的右邊部分是濕度檢測電路，下方是溫度檢測電路。傳感器節點程序流程圖如圖2所示。

圖1　傳感器節點電路原理圖

圖2　傳感器節點程序流程圖

2STM32W108協調器

協調器的主要功能是Zigbee網絡的組網、節點的加入和刪除以及向網關發送數據等。主要接收各個糧倉糧情采集的數據，并通過串口傳輸到網關[3-4]。各個節點采集的糧食溫度、濕度、數量等數據發送到協調器后，由協調器交給應用層，應用層通過調用串口API發送到網關。協調器節點原理圖如圖3所示。

圖3　協調器節點原理圖

協調器節點程序流程圖如圖4所示。

圖4　協調器節點程序流程圖

3Tiny6410網關

網關主要對從Zigbee來的數據進行分析處理，并打包送到Internet。同時對客戶端發來的數據進行解析，然后發給協調器。多個檢測用傳感器數據通過無線檢測節點STM32W108采集，然后通過適用于短距離無線通信的ZigBee網絡傳輸到協調器，協調器進行處理后通過串口傳輸到網關Tiny6410，每個分庫置一個網關，最后各個分庫的網關可以把所有數據通過以太網接口傳輸到Internet網絡，分中心以及不同糧食管理部門可以直接通過網絡查看國家糧食儲備情況。網關將Internet發送來的數據進行解封裝交給協調器，協調器再將數據打包加上地址發送給各個終端節點。網關到Internet的傳輸采用以太網口傳輸，客戶端與服務器模式的網絡通信結構采用Windows Socket網絡編程實現，從而實現糧食數據上傳到Internet，方便各級糧食管理部門查看、監督以及制定措施。網關原理圖如圖5。

圖5　網關原理圖

軟件流程圖如圖6所示。

圖6　網關軟件流程

4結論

采用無線傳感網絡的形式對糧食儲備系統糧情進行監控，底層糧倉采用Zigbee網絡采集溫度、濕度、蟲害、糧食數量等信息；數據遠程傳輸采用Internet方式。對于無線傳感節點的數據通過協調器

傳輸給網關，網關可以實現糧倉糧食相關數據到互聯網的連接，因此糧食系統各級管理部門可以非常方便地訪問、調用、監督國家糧食儲備情況。

參考文獻：

[1]褚芳芳，楊小輝，臧傳真，等.基于物聯網的數字化糧庫監管系統研究與應用[J].物聯網技術，2014(1)：71-74.[2]沈建華，郝立平.STM32W108無線射頻ZIGBEE單片機原理與應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[3]顧瑞紅，張宏科.基于Zigbee的無線網絡技術及其應用[J].電子技術應用，2005，31(6)：1-3.

[4]孫超，周孟然，王亞清.基于Zigbee技術的礦上監控及巡邏系統[J].煤炭技術，2011(5)：180-182.

(責任編校：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

基金項目：2015年度唐山市科技計劃項目(15110203a)

作者簡介：薛雅麗(1979-)，女，河北盧龍人，講師，碩士，主要從事智能控制、嵌入式系統研究。

中圖分類號：TP212.9

文獻標志碼：A

文章編號：1672-349X(2016)03-0035-03

DOI：10.16160/j.cnki.tsxyxb.2016.03.011