摘要：为完结农业的智能化办理，本文依据DSP技能使用节点可扩展的温度传感器DS18B20芯片规划了一款具有GPRS长途报警功用，经济、实用型温度检测体系。成果证明，该体系可实时检测环境温度，报警活络，可广泛使用在农业及其他范畴。
跟着物联网年代的到来，农业正朝着才智农业开展。“才智农业”便是充沛使用现代信息技能成果，集成使用计算机与网络技能、物联网技能、音视频技能、无线通讯技能及专家才智与常识，完结农业的智能化办理。温度作为农业出产过程中的一个重要方针，温度检测体系是智能农业的一个子体系。以DSP技能为中心，使用接口简略、功用安稳的DS18B20温度传感器芯片，规划了具有温度检测、温度阈值设定、现场蜂鸣器报警、长途智能短信报警、温度值实时显现、温度节点可扩展等功用的温度检测体系。该体系在农业范畴可广泛进行使用推行。
1 智能温度检测体系
智能温度检测体系在才智农业中发挥着重要的效果，成为才智农业中信息收集必不可少的一部分。准确的获取农业出产或农业产品办理中的温度参数，有助于提高我国农业办理水平和农业出产效能，促进农业的现代化精准办理、加快才智农业年代的到来。
1.1 体系完结全体计划
本智能温度检测体系主要由DSP主控单元、CPLD译码单元、键盘扫描单元、温度检测单元、蜂鸣器/LED灯报警单元、GSM单元、液晶屏显现单元组成，当体系检测的温度高于或低于设定的阈值，体系可经过现场的蜂鸣器报警，或经过智能手机模块将信息长途发送。温度阈值和体系发送的手机终端号码均可经过键盘扫描单元设定或修正，液晶屏显现操作进程。
该体系框图如图1所示。
1.2 DSP主控单元
本智能温度检测体系选用TMS320C54x DSP芯片作为主处理器。TMS320C54x是TI公司出产的一款16位定点型DSP处理器，内部选用程序总线和数据总线分隔的增强型哈佛结构，存储空间包含数据存储空间、程序存储空间、I/O空间，具有专门的硬件乘法器，选用流水线操作，供给特别的数字信号处理指令。TMS320C54x选用核电压和外设电压分隔供电的双电压供电形式，具有丰厚的外设接口，内置看门狗定时器，供给多种程序固化办法。主处理器的挑选为体系的低功耗、功用扩展、产品升级供给了确保。
1.3 CPLD译码单元
CPLD(Complex Programmable Logic Device)为杂乱可编程逻辑器材，是一种用户依据本身规划要求而自行结构逻辑功用的数字%&&&&&%。其根本规划办法是凭借集成开发软件渠道，用原理图、硬件描绘言语等办法完结，生成相应的方针文件，经过下载电缆(“在体系”编程)将代码传送到方针芯片中，完结规划的数字体系。在本规划中，选用XILINX公司的XC95144XL-T0100芯片，用来完结体系硬件资源分配、逻辑译码、键盘扫描等作业，使用原理图及VHDL硬件编程言语混合形式进行译码完结，编译环境为Xilinx ISE 10.1版别软件。
1.4 智能手机单元
智能手机单元(GSM)选用Qisda公司的M33G模块，此模块具有敞开的44引脚接口，能够便使用户进行二次开发。M33G为串口通讯模块，在体系硬件规划时，选用16C450芯片完结并口到串口的转化，使DSP处理器能够快速高效的与M33G通讯。在硬件规划时必定要考虑M33G模块天线及SIM卡座的固定办法。本单元可完结长途智能短信报警功用，此单元与体系的衔接如图2所示。(补白：体系中各功用单元的+5 V、+3.3 V、GND与体系的+5 V、+3.3 V、GND衔接，不在图中表现，下同。)
1.5 键盘扫描单元
键盘扫描单元由CPLD硬件描绘言语VHDL程序规划完结，选用4×4键盘，自行界说键值。扫描输入端共需四根信号线，扫描输出端共需四根信号线，八条信号线均接到CPLD芯片上的I/O引脚，经过CPLD软件译码完结键盘的功用，这样的规划节约硬件资源，进一步提高了体系的性价比。经过本单元完结长途手机号码的输入、更改、删去等功用。此单元与体系的衔接如图3所示。
1.6 液晶屏显现单元
液晶屏显现单元选用AM—17622液晶屏，AM—17622是台湾晶采光电科技股份有限公司出产的2.0英寸TFT-LCD屏，具有白色LED背光，驱动芯片选用HX8309，支撑8/9/16/18位并行接口规划，并具有丰厚的指令功用。本体系选用16位并行接口规划，与体系的衔接如图4所示。经过液晶屏可实时显现监控的温度值，在手机号码的输入、更改、删去时，液晶屏显现当时操作内容。
1.7 蜂鸣器/LED灯单元
蜂鸣器/LED灯单元在本体系中担任体系报警，当体系的温度与设定温度的差错不在设定的操控规模时，蜂呜器/LED灯报警。规划中，使用TMS320C54x的XF、HD2引脚别离经过电流扩大电路操控蜂鸣器和LED灯作业。
2 温度检测单元硬件规划
温度传感器挑选性价比较高的DS18B20芯片。该芯片是DALLAs公司出产的单总线器材，能够直接读取被测物体的温度值，电压适用规模为3～5 V。DS18B20抗干扰才能强，转化精度高，接口电路简略，可完结多点组网测温，给硬件规划作业带来了极大的便利。
2.1 DS18B20特色
DS18B20供给9～12位精度的温度丈量，温度丈量规模为-55～+125℃，在-10～85℃规模内，丈量分辨率为±0.5℃，增量值最小可为0.0625℃，电源供电规模3.0～5.5 V。将丈量温度转化为12位的数字量最大需求750 ms，DS18B20有外部供电和寄生电源两种供电办法，选用信号线寄生供电，不需额定的外部供电，在需求长途温度勘探和空间受限的场合特别有用。每个DS18B20有仅有的64位序列号，这使得能够有多个DS18B20一起在一条单总线上作业。
2.2 硬件电路
DS18B20与TMS320C54x DSP处理器的硬件接口衔接极端简略，规划中DSl8820选用外部3.3 V电源供电，与TMS320C54x DSP处理器的外设供电电压共同;DS18B20的要害信号线与TMS320C54x DSP的一条GPIO口相连，使用GPIO口的双向输入输出特性完结对DS18B20芯片的读写功用，选用TMS320C54x DSP外设HPI主机接口单元的数据引脚HD1与其衔接，将HD1引脚装备成通用输入输出功用，完结DS18B20芯片对温度的当令收集：DQ信号线需加4.7 KΩ的上拉电阻，确保HD1数据线的驱动才能。DS18B20的GND端与体系的GND相连即可。
3 温度检测软件完结
依据DSP的智能温度检测体系全体完结的流程如图6所示。
DS18B20芯片对时序和电性参数要求很高，在软件程序编写时，有必要严格遵守其作业时序，任何一个环节有误，DS18B20均不能正常作业。本体系选用一个DS18B20芯片，在软件程序编写时能够疏忽对序列号的读取。当硬件中添加温度节点操控时，需求对多个DS18B20进行温度收集，能够经过读取DS18B20序列号用匹配ROM指令按次序顺次拜访各个传感器，完结对各个传感器的温度收集。在DS18B20芯片复位时，假如芯片复位不成功，DS18B20就不会发生应对信号，使用数字示波器盯梢查看其作业时序是否正确。温度检测单元软件完结的流程如图7所示。
4 定论
依据DSP的智能温度检测体系经试验验证能够实时检测当时环境的温度值，丈量成果差错小、精度高，而且能够经过显现屏进行实时显现丈量成果，当体系检测到当时温度大于或小于设定的温度阈值规模时，体系经过现场蜂鸣器/LED灯报警或经过长途智能短信进行报警.该体系可完结多个温度节点组网测温，省去了ZigBee组网通讯技能，提高了体系的性价比，为农业完结智能化办理奠定了必定的技能根底，该智能温度检测体系具有杰出的经济性和实用性。
