【技术实现步骤摘要】
本技术属于智慧农业，具体涉及一种农业气象站控制器系统。
技术介绍
1、农业气象预报和气象监测是农业智能化的重要内容，对于保障农作物安全、改善农村作业环境、规避风险、提高农民收入等方面具有重要意义。可见，农业气象预报和监测的实时性和效率，对于改善农民的劳作和生活质量，促进社会经济的发展有重要的意义。然而，由于农村普遍网络条件较差、地域广阔、人群密度低，造成了农业气象监测和控制的困难，面临着巨大的挑战。
2、目前，传统的气象观测站布局稀疏，无法满足农村气象观测的需求。为了解决这一问题，需加大农用气象站的密度，利用田间地头建设小型气象观测站。小型气象站通常检测的物理量包括空气温度、空气湿度、二氧化碳浓度(室内环境)、土壤温度、土壤湿度、光照度、风向、风速、雨雪情况、降水量等，其主要通信方式包括gprs、lte、nb-iot等。小型农业气象观测站具有布局灵活、成本低廉、维护方便等优点，能够有效提高农村气象观测网络的覆盖率和密度，增强农村气象观测能力。
3、然而，现有的农业气象站控制器还存在以下问题有：
4、1、通信方式通常采用wifi或有线网络，需要运营商布置现场的网络，通信方式不够灵活；
5、2、功能相对简单，当传感器数量较多时，任务无法实现并行；
6、3、在没有公网ip地址的情况下，传感器采集到的数据无法实现远程访问，耽误信息传递。
技术实现思路
1、针对上述现有农业气象站控制器存在的技术问题，为了提高农业气象站控制器的适用性
2、本技术提供了一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，是基于nb-iot、华为云平台、鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器，本系统具有通信灵活性高、可协调复杂任务，并通过云平台实现数据远程访问，不耽误信息传递。其具体技术方案如下：
3、一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，系统包括单片机及最小系统模块1，单片机及最小系统模块1同时连接有nb-iot通信模块2、rs-485通信模块3、zigbee/lora无线模块4、电源模块5、人机接口模块6、输入输出控制模块7和外部存储模块8。
4、上述技术方案中，单片机及最小系统模块1为系统的控制核心，内部运行有驱动软件模块9、鸿蒙操作系统模块10和华为云应用软件模块11；驱动软件模块9和华为云应用软件模块11均受鸿蒙操作系统模块10控制。
5、上述技术方案中，电源模块5连接单片机及最小系统模块1、nb-iot通信模块2、rs-485通信模块3、zigbee/lora无线模块4、电源模块5、人机接口模块6、输入输出控制模块7和外部存储模块8；电源模块5转换输出5v和3.3v电压，为每个模块供电。
6、上述技术方案中，单片机及最小系统模块1与nb-iot通信模块2、rs-485通信模块3、zigbee/lora无线模块4和人机接口模块6均为串行通信口连接；
7、nb-iot通信模块2与单片机及最小系统模块1通过usart2串口相连，负责通过蜂窝网络将传感器采集到的数据上传至云平台；
8、rs-485通信模块3通过usart3串口与单片机及最小系统模块1相连，zigbee/lora无线模块4通过uart4串口与单片机及最小系统模块1相连，负责通过有线或无线通信方式与外部传感器通信并获取采集到的数据；
9、人机接口模块6的内部运行有人机接口软件，人机接口模块6通过uart5串口连接于单片机及最小系统模块1，供用户操作系统所连接的控制元件和观察采集数据。
10、上述技术方案中，输入输出控制模块7由单片机及最小系统模块1通过gpio口驱动和采集，负责监测降水状态和设备箱开箱状态，以及负责控制开启或关闭执行器；所述执行器包括用于通风的设备(例如风扇)、用于遮光的设备(例如百叶窗、卷帘)、用于喷淋的设备(例如喷头)。
11、上述技术方案中，外部存储模块8与单片机及最小系统模块1采用i2c总线相连，负责存储必要的掉电保存信息。
12、上述技术方案中，rs-485通信模块3包括rsm485piit，rsm485piit连接有psm712-lf-t7和header2。
13、上述技术方案中，电源模块5通过lm2596s-adj降压稳压至5v，然后通过reg1117-3.3降压稳压至3.3v。
14、上述技术方案中，外部存储模块8包括eeprom存储芯片24c02和w25q128闪存芯片。
15、本技术的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，与现有技术相比，有益效果为：
16、一、本系统在鸿蒙操作系统的调度下实现传感器数据的采集和控制量的输出。通过rs-485通信接口或zigbee/lora通信接口获取传感器模块的数据或外部控制设备的状态，同时将数据上传至云平台支持远程访问。当传感器等器件较多时，能够通过操作系统实现不同采集任务的协调和调度。当传感器故障出现任务阻塞情况时，能够由操作系统直接将任务删除回收，重建新的任务，不会导致系统崩溃，保证信息传递有效性和精确性。
17、二、本系统通过nb-iot实现设备和华为云平台的数据共享。相比于wifi或有线网络，nb-iot的应用更加灵活，现场无需部署网络。使用时，nb-iot通信模块会自动附着到运营商的网络上，并实现窄带数据传输，能够很好地解决室外网络覆盖的问题，通信方式灵活。
18、三、本系统通过华为云平台管理采集到的数据，无需公网ip地址。数据实时上传至云平台后，能够通过华为云平台提供的api进行访问，读取平台上的数据信息。由于云平台上的数据是实时更新的，因此在访问云平台数据时，能够即时读取系统传感器模块采集的数据信息，保证信息传递不中断。
19、综上，本系统通过增加实时操作系统、优化通信方式和引入云平台的方式，极大地改善了智慧农业系统的性能指标。经验证，本系统可接入的设备可多至上百个，均能够完成数据的采集和上传；云平台的引入使得数据访问更加灵活，节省人力和网络资源。
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1.一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，系统包括单片机及最小系统模块(1)，所述单片机及最小系统模块(1)同时连接有NB-IoT通信模块(2)、RS-485通信模块(3)、Zigbee/Lora无线模块(4)、电源模块(5)、人机接口模块(6)、输入输出控制模块(7)和外部存储模块(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述电源模块(5)连接单片机及最小系统模块(1)、NB-IoT通信模块(2)、RS-485通信模块(3)、Zigbee/Lora无线模块(4)、电源模块(5)、人机接口模块(6)、输入输出控制模块(7)和外部存储模块(8)；所述电源模块(5)转换输出5V和3.3V电压，为每个模块供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述单片机及最小系统模块(1)与NB-IoT通信模块(2)、RS-485通信模块(3)、Zigbee/Lora无线模块(4)和人机接口模块(6)均为串行通信口连接。
4.根据权利要求1或
5.根据权利要求1或3所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述RS-485通信模块(3)通过USART3串口与单片机及最小系统模块(1)相连，所述Zigbee/Lora无线模块(4)通过UART4串口与单片机及最小系统模块(1)相连，负责通过有线或无线通信方式与外部传感器通信并获取采集到的数据。
6.根据权利要求1或3所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述人机接口模块(6)的内部运行有人机接口软件，人机接口模块(6)通过UART5串口连接于单片机及最小系统模块(1)，供用户操作系统所连接的控制元件和观察采集数据。
7.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述输入输出控制模块(7)由单片机及最小系统模块(1)通过GPIO口驱动和采集，负责监测降水状态和设备箱开箱状态，以及负责控制开启或关闭执行器。
8.根据权利要求7所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述执行器包括用于通风的设备、用于遮光的设备、用于喷淋的设备。
9.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述外部存储模块(8)与单片机及最小系统模块(1)采用I2C总线相连，负责存储必要的掉电保存信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，系统包括单片机及最小系统模块(1)，所述单片机及最小系统模块(1)同时连接有nb-iot通信模块(2)、rs-485通信模块(3)、zigbee/lora无线模块(4)、电源模块(5)、人机接口模块(6)、输入输出控制模块(7)和外部存储模块(8)；
2.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述电源模块(5)连接单片机及最小系统模块(1)、nb-iot通信模块(2)、rs-485通信模块(3)、zigbee/lora无线模块(4)、电源模块(5)、人机接口模块(6)、输入输出控制模块(7)和外部存储模块(8)；所述电源模块(5)转换输出5v和3.3v电压，为每个模块供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述单片机及最小系统模块(1)与nb-iot通信模块(2)、rs-485通信模块(3)、zigbee/lora无线模块(4)和人机接口模块(6)均为串行通信口连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于鸿蒙操作系统的智慧农业气象站控制器系统，其特征在于，所述nb-iot通信模块(2)与单片机及最小系统模块(1)通过usart2串口相连，负责通过蜂窝网络将传感器采集到的数据上传至云平台。
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