普適計算與信息農業的結合促進了設施農業生產模式的發展，在該模式中系統根據獲取的數據進行總結和計算，并對農業生產現場的環境進行調節，這在一定程度上擺脫了長久以來農作物

生長對自然環境的過多依賴，使得農作物生長具有高產、高效、高質的特點，其發達程度體現了一個國家農業現代化的水平。
     
本文以MIPS架構的JZ4755和PIC32MX4系列處理器為核心，開發了普適農業中的數據采集、分析、監測與預警系統。該系統實現了低功耗、小體積條件下環境數據的采集、計算，并能根據所獲

取的數據進行分析和處理。
      1 系統總體結構
      整個系統包含兩個主要部分：分支監測點和主控終端。分支監測點以PIC32MX460作為處理單元，外圍器件有光照傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，其完成的功能包括對當前光照強度

、溫度、濕度等環境數據的實時監測和記錄。主控終端以國產JZ4755處理器為核心，外圍器件包括網絡通信模塊、SD卡存儲模塊、GPRS通信模塊等，其完成的功能是整合各個分支監測點獲取

的數據，根據農作物生長規律給出決策意見，同時把各個階段記錄的數據存儲到SD卡模塊中；
      主控終端中還內置有Web服務器，當連接上了網絡時，用戶在任何地方都能查詢到系統當前的狀態。當農作物生長環境出現異常情況時，主控終端還能通過GPRS通信模塊發送警告短信給用

戶，以避免造成更大的損失。
      主控終端與分支監測點之間的信息交互通過433 MHz無線通信完成，既避免了有線通信方式所帶來的布線繁瑣，又具有較快的數據傳輸率和良好的穩定性。系統總體結構框圖如圖1所示。
      相比于目前流行的嵌入式處理器，MIPS處理器具有低功耗、高性能的特點。
      2 系統硬件設計
      整個系統硬件設計包含兩個部分：分支監測點硬件設計和主控終端硬件設計。
      2.1 分支監測點硬件設計
      分支監測點的主要任務是完成各監測點溫度、濕度、亮度數據的采集和傳輸。pcb抄板其工作的環境比較復雜，對系統的穩定性要求也較高。因此，采用PIC32MX460系列芯片作為主芯片。

PIC32MX460是Microchip公司生產的基于MIPS內核的低功耗、高性能處理器，內部集成有硬件看門狗，保證了系統出錯時能夠及時復位。該芯片資源豐富，具有完整的文檔，方便開發、設計和

應用。
      DHT11是一款使用非常廣泛的數字接口溫濕度一體的傳感器，其濕度測量范圍為20%~90%，溫度測量范圍為0~50℃，測量精度為5%，完全符合本系統的需求。DHT11采用了單總線數據傳輸結構

，便于與各種MCU進行連接，并且信號傳輸距離可達20 m以上。為了準確地采集當前環境的溫度，每一個分支監測點使用了3個DHT11同時采集，然后求取其平均數。對于外部環境光照強度的感

知，系統采用的是新型單片測光傳感器BH1750，該傳感器是ROHM公司為適應便攜式機器的要求而開發的具有優良光譜靈敏度特性的單片數字光照度傳感器，它采用簡單的I2C總線接口與MCU進行

連接。分支監測點硬件原理圖如圖2所示。
      需要注意的是，PIC32MX460芯片帶有I2C總線接口（分別為芯片的36、37引腳），電路板抄板與其他電路接口直接連接即可。由于I2C總線協議電氣特性規定開漏極，在這里需要接10 kΩ

的上拉電阻，否則該總線上將無法輸出高電平。DHT11采用的單總線結構比較簡單，使用PIC32MX460芯片GPIO來模擬單總線的協議與其連接，連接時也需要上拉10 kΩ的電阻以避免外界對信號

的干擾。