科创中国

行业领域

资源与环境

需求背景

农业环境监测设备数据接口开发借鉴分层设计的思想，把整个嵌入式软件系统分为底层驱动层、中间服务层和底层应用层。底层驱动主要实现SPI、I2C、USART和GPIO等接口，并在底层驱动层中实现了uCOS的移植。中间服务层主要实现具体芯片的驱动程序，为底层应用层提供API接口，中间服务层中还包括uCOS内核代码和FreeMODBUS通信功能。顶层应用层根据农业环境监测设备的现场情况划分具体任务，这些任务可以包括Modbus通信任务、传感器检测任务、执行器控制任务或报警任务等。

需解决的主要技术难题

采用STM32F103RB作为农业监控节点的嵌入式微控制器，STM32F103RB采用ARM Cortex M3内核，最高工作频率达到72MHZ，片内具有64KFlash和20K RAM。农业监测节点中嵌入式微控制器最小系统，该最少系统包括片外晶振，SWD仿真接口，复位接口和启动模式选择电路。

期望实现的主要技术目标

在感知层设计方面，设计的农业环境监控节点采用STM32为微控制器，并在该控制器的基础上完成了uCOS 嵌入式操作系统的移植和应用。嵌入式软件设计方面采用分层结构以适应不同的应用需求。经过了多个项目的检验,农业环境监控节点相关设计可以经受高温、低温、高湿等多种恶劣环境，长期运行稳定。

        MODBUS协议具有良好完善的数据模型，这个环境监测节点的配置带来了很大的方面。增加环境监测节点，可以使用相同的模块辅以不同的从机地址，在同一个环境监测节点中增加传感器功能，在硬件条件允许的情况下增加程序中的MODBUS寄存器。这给系统的扩展带来了极大的方便。而 ZigBee技术的应用使得监控系统摆脱了“线”的束缚，降低了施工的难度。

处理进度