基于CDMA1X的嵌入式土壤墒情数据无线采集系统

0引言土壤墒情(温度和湿度等)是重要的土壤信息，是农作物和树木生长的重要生态因素，进行森林土壤墒情的测定，掌握土壤墒情变化的规律，对森林生态状况的监测和预报具有重要意义。随着计算机技术的不断进步和智能化测量技术的飞速发展，嵌入式系统已成为各类数据采集系统的优选设计方案，同时，基于CDMA1X的无线数据传输又使嵌入式数据采集具有了高可靠性和高智能化等优点。CDMA1X是在现有CDMAIS-95系统上发展起来的一种新的承载业

0 引言

土壤墒情(温度和湿度等)是重要的土壤信息，是农作物和树木生长的重要生态因素，进行森林土壤墒情的测定，掌握土壤墒情变化的规律，对森林生态状况的监测和预报具有重要意义。随着计算机技术的不断进步和智能化测量技术的飞速发展，嵌入式系统已成为各类数据采集系统的优选设计方案，同时，基于CDMA 1X的无线数据传输又使嵌入式数据采集具有了高可靠性和高智能化等优点。

CDMA 1X是在现有CDMA IS-95系统上发展起来的一种新的承载业务，它支持TCP／IP、X.25协议，可在网络上实现“一次连接，长期在线”，而只有在传输数据占用信道时才计费。目前的实际应用带宽大约在100Kb／s左右(双向对称传输)，非常适用于森林土壤监测数据的无线传输。

本文所描述的土壤温湿度采集系统就是一种建立在基于嵌入式32位ARM处理器平台以及CD-MA技术上的森林土壤墒情智能监测系统，通过该系统可以实现远程无线数据采集。

1 系统组成与工作原理

本系统具有森林土壤温湿度数据的查询、存储、定时上报和告警(火灾或水灾)等功能。整个系统由温湿度数据采集和数据接收两部分组成，采集系统由数据采集模块、CDMA模块和电源模块构成；数据接收系统由服务器、显示控制计算机及监测服务器组成。通过系统中的土壤温湿度传感器可对检测到的数据通过CPU进行处理，并以串行通信模式输出到CDMA的DTU (DataTerminal Unit，数据终端系统)，再通过DTU由CDMA 1X无线网络经Internet公网连接到数据接收系统。这样，只要有CDMA网络信号的地方就可进行无线数据的采集和传输，因而应用地域非常广泛。对于上位机而言，下位机(包括传感器、嵌入式数据处理器和DTU等)可作为一个无线终端进行操作和管理。嵌入式CPU在初始化CDMA无线模块后，即可使之附着在CDMA网络上，并通过拨号过程(号码、用户名、密码)建立PPP连接，以获得网络运营商ISP动态分配给数传终端的IP地址，并与服务器固定IP之间建立Socket链接。一旦该链接成功，数传终端即可通过RS232串口向采集系统收、发数据或指令。由于该数据采集系统设置在森林里，故采用太阳能电池板+蓄电池的形式来为采集系统供电。

采集系统软件模块主要包括操作系统移植、主体程序设计模块和A／D转换微处理器程序设计模块．接收系统软件主要包括上位机、服务器应用界面和数据库等软件。

2 硬件电路设计

本系统中的数据采集系统结构如图1所示，它主要由采集控制模块、CDMA DTU传输模块、模数转换模块和电源等几个部分组成。