2 Conception du système logiciel de surveillance de l'ordinateur hôte 2.1 Composition du système du logiciel de configuration du MCGS Le logiciel de configuration du MCGS se compose de deux systèmes : l'environnement de configuration et l'environnement d'exploitation. Ces deux systèmes sont indépendants l'un de l'autre et liés l'un à l'autre. Dans l'environnement de configuration, les utilisateurs conçoivent des projets de configuration en fonction de leurs propres besoins, ce qui inclut principalement la conception d'animations et l'écriture de programmes connexes. La base de données de configuration générée a une extension de . Le fichier de projet de mcg, qui, avec l'environnement d'exploitation MCGS, constitue le système d'application de l'utilisateur. La base de données en temps réel est le cœur de l'ensemble du système, qui se réfère principalement à la lecture en temps réel et à l'encapsulation des objets, c'est-à-dire que les multiples attributs ou actions d'un objet sont intégrés dans la base de données, qui relie les différentes parties du projet MCGS en un tout. Les variables de l'ensemble du projet sont définies dans cette fenêtre. Ces variables de différents types et noms sont les objets utilisés dans la collecte de données, le traitement, la sortie de contrôle et l'équipement de conduite [4]. La structure du système logiciel MCGS est présentée à la figure 2.
2.2 Paramètres de connexion des canaux de l'équipement Dans ce système, le principal matériel externe connecté à la couche de surveillance supérieure est constitué des deux capteurs, à savoir le transmetteur de température et d'humidité du sol et le transmetteur de température, d'humidité, de dioxyde de carbone et d'éclairement. Selon les instructions du capteur dans la fenêtre du dispositif Définir les propriétés pertinentes, définir correctement les canaux de connexion du dispositif, les objets de données correspondants et d'autres paramètres conformément à l'assistant de configuration, et établir une connexion avec le système. De cette manière, lorsque l'ordinateur hôte envoie une commande de requête, l'ordinateur esclave (transmetteur) répond et transmet les données à l'ordinateur hôte via l'interface RS-485. Le système peut obtenir les paramètres environnementaux collectés par le transmetteur et les appliquer en fonction des paramètres pertinents. Contrôle du site de base. L'utilisation de MCGS pour écrire à l'ordinateur hôte ne nécessite pas l'écriture d'un pilote. Ce projet utilise le pilote Modbus RTU, de sorte qu'il suffit de configurer correctement la connexion du canal.
MCGS fournit des pilotes de périphériques pour les produits de contrôle industriel couramment utilisés dans le pays et à l'étranger. La fenêtre de l'appareil est la plaque tournante qui permet à MCGS de communiquer avec les appareils externes. Dans cette fenêtre, les paramètres environnementaux des dispositifs matériels externes sont collectés par les composants et envoyés à la base de données en temps réel, ou dans la base de données en temps réel. Les données sont transmises à l'appareil externe [5]. Pour l'utiliser, il suffit de trouver le dispositif matériel que vous souhaitez utiliser dans la boîte à outils du dispositif, et de définir correctement le canal de connexion du dispositif, l'objet de données correspondant et d'autres paramètres en fonction du type de dispositif matériel externe, de sorte que le système puisse lire les données du dispositif matériel externe pour les traiter et les analyser, afin de baser le contrôle sur site [6]. Dans ce projet, les données sur site sont collectées par des transmetteurs de température et d'humidité du sol et des transmetteurs de température, d'humidité et d'éclairement du dioxyde de carbone, puis elles entrent dans l'ordinateur hôte par le port RS-485. MCGS fournissant le pilote ModbusRTU, il n'est pas nécessaire d'écrire les pilotes correspondants. Dans le système de surveillance de ce projet, il faut d'abord définir le dispositif parent du port série universel dans le menu de gestion des dispositifs de MCGS, puis trouver Modicon ModbusRTU dans la boîte à outils des dispositifs et l'accrocher au dispositif parent du port série universel, puis le définir en fonction des exigences du système. et définir la configuration du dispositif, les paramètres environnementaux sur site peuvent être transférés au logiciel de configuration pour être traités.
2.3 Conception de l'interface de surveillance L'interface de surveillance des serres agricoles conçue par le logiciel de configuration MCGS comprend principalement quatre éléments : les données en temps réel, les paramètres d'alarme, le contrôle manuel de l'équipement et l'affichage des enregistrements d'alarme, comme le montre la figure 3. Des limites supérieures et inférieures raisonnables peuvent être définies pour les paramètres environnementaux en fonction des différentes serres et de la croissance des plantes. Lorsque les données en temps réel dépassent la plage définie, le voyant lumineux émet une alarme. En fonction de l'alarme, les pompes à eau, les ventilateurs, les équipements de chauffage, les volets roulants, les équipements de pulvérisation, les lampes fluorescentes et d'autres équipements peuvent non seulement être activés et désactivés manuellement, mais l'ouverture et la fermeture des équipements connexes peuvent également être contrôlées automatiquement afin d'obtenir le meilleur environnement de croissance possible.
3. Télétransmission des données agricoles de base
Lorsque le nombre de serres dans la base atteint une certaine échelle, la manière de transmettre les informations dans les nombreuses serres dispersées au centre de gestion est une autre question centrale de ce projet. Cette étude propose d'utiliser le DTUGPRS pour la communication à distance afin de transmettre les paramètres environnementaux et l'état de contrôle du site de base au centre de gestion pour l'analyse des données et un contrôle à distance efficace et opportun.
3.1 Introduction à la technologie GPRS GPRS est l'abréviation de General Packet Radio Service et est une technologie standard pour la commutation de paquets de données. La technologie GPRS est une mise à niveau de la technologie GSM. Elle nécessite relativement peu d'investissements, mais permet d'obtenir une couverture complète du réseau. Le GPRS adopte une nouvelle méthode de codage basée sur le GSM et une méthode de commutation de paquets dans la partie centrale du réseau, de sorte que le taux de transmission du GPRS peut être augmenté jusqu'à un maximum de 114 kb/s, dépassant le taux de transmission du réseau de circuits qui n'est que de 64 kb/s. [7]. Le GPRS ne fait que modifier certains paramètres sans fil du GSM, améliore l'utilisation des ressources sans fil, favorise l'optimisation du réseau des opérateurs, améliore les capacités de communication de données des réseaux GSM et développe le marché des services de données mobiles. Dans le même temps, la technologie GPRS combine l'essence du GSM et de la technologie IP, maintenant une bonne mobilité tout en possédant la flexibilité de la technologie IP. Le temps nécessaire aux utilisateurs du GPRS pour établir une connexion avec le réseau de données externe est relativement court. Lorsque la qualité du réseau est relativement bonne, il ne faut que 1 à 1,25 seconde. La méthode de facturation est plus raisonnable et moins chère. Les frais pour les utilisateurs du GPRS sont calculés sur la base de l'unité de transmission plutôt que sur l'ensemble du canal. Comme le canal GPRS peut être partagé, les paquets ne sont générés que lorsque les utilisateurs en ont besoin. La technologie GPRS introduit également un point d'accès APN pour faciliter l'itinérance mondiale des services [8].
3.2 Principe de communication DTU Le DTU permet de transférer les données du terminal vers le serveur via le port réseau ou le port série via le réseau sans fil, afin de réaliser une conversion mutuelle entre le protocole TCP/IP et le flux de données du port série. Il s'agit de l'abréviation de data transmission unit (unité de transmission de données). En utilisant une transmission transparente, divisée en liaison montante et descendante de données, elle peut fournir des capacités de communication sans fil pour les appareils sans gestion de la capacité de traitement du protocole TCP/IP.
Liaison descendante de données : Dans la gestion de l'information, les commandes de contrôle sont encapsulées dans des paquets IP selon le format de trame personnalisé, et envoyées au DTU via le réseau Internet/GPRS. Une fois que le DTU a reçu le paquet IP, il est transmis au M via le port série RS-232. CGS, MCGS Selon le format de trame personnalisé, les données sont restaurées pour réaliser divers états des terminaux de moteur tels que les pompes à eau et l'équipement de ventilation.
Données en amont : Le MCGS envoie des données d'état via le port série RS-232, qui sont encapsulées dans des paquets IP après DTU et envoyées au centre de gestion de l'information via le réseau GPRS ; le logiciel du centre de données stocke les paquets IP reçus selon le format de trame personnalisé. Après avoir saisi la base de données, le personnel peut visualiser les données à l'aide d'un navigateur ou d'un logiciel client, puis émettre des jugements et prendre des décisions sur la base de ces informations.
3.3 Comment configurer les paramètres DTU Ce système utilise le MY1000GPRSDTU de Mingyu Electronics. Le processus de configuration principal est le suivant : (1) Le port série de la DTU est connecté au port série de l'ordinateur par le biais d'un câble de port série. Ouvrez le logiciel de configuration DTU. Dans la section "Computer Serial Port Settings" (Paramètres du port série de l'ordinateur), sélectionnez le numéro de port série correspondant. Si vous utilisez un module USB vers port série, vous devez le sélectionner dans la section "Computer Serial Port Settings" du système. Vérifiez le numéro de série mappé après l'installation du pilote dans le "Gestionnaire de périphériques". Sélectionnez le débit en bauds 9600, le bit de parité AUCUN, le bit de données 8, le bit d'arrêt 1. Une fois ces paramètres configurés, mettez le DTU sous tension, puis cliquez sur le bouton "Enter Settings" dans les 5 secondes pour envoyer la commande du port série au DTU afin de commencer les réglages. (2) Ensuite, entrez dans l'état de réglage, entrez dans l'interface "Terminal Networking Parameters" et interrogez automatiquement certains des paramètres de réseau actuels du terminal. Dans la zone "Access Center IP", vous pouvez indiquer l'IP du PC serveur sur le réseau public. (3) Le port du centre d'accès peut conserver la valeur par défaut de 10000, sélectionner le protocole TCP comme protocole central, et le nom d'utilisateur et le mot de passe GPRS restent inchangés. Le nom APN, s'il s'agit de China Unicom, est UNINET, et s'il s'agit de China Mobile, il est CMNET. Le numéro du terminal est composé de 4 chiffres et peut être défini par l'utilisateur. Chaque terminal est différent et peut être programmé à partir de 0001. Le numéro de la carte SIM est le numéro de la carte de téléphone mobile que l'utilisateur insère dans le terminal. Le paquet de battements de cœur est généralement réglé sur la valeur par défaut de 60, de sorte que les paramètres DTU sont configurés. (4) Configurez ensuite les paramètres du port série du DTU et du matériel externe. Sélectionnez l'option "Terminal Serial Port" pour accéder à l'interface de configuration. Actuellement, le débit en bauds pris en charge par le DTU est de 1200~115200, et la méthode de vérification de l'interface est prise en charge : NONE (pas de vérification), ODD (vérification impaire) et EVEN (vérification paire). Les bits de données pris en charge sont 8 bits et le bit d'arrêt est 1 bit. (5) Si les paramètres du port série sont 115200, E, 8, 1. Avant que la DTU ne soit connectée au serveur central, elle conserve les paramètres 9600, N, 8 et 1. Vous ne verrez les paramètres du port série définis qu'après vous être connecté au logiciel central. Une fois le réglage effectué, cliquez sur l'icône "Exit Settings", la DTU redémarrera et commencera à se connecter au serveur central selon les paramètres définis. 4. Le centre de gestion de la couche de surveillance à distance est composé d'équipements d'accès au réseau et d'ordinateurs de travail. Il est utilisé pour collecter, stocker et afficher les informations sur les paramètres environnementaux de la base sur le site, et en même temps pour réaliser le contrôle manuel à distance de la vidéo de la base et le contrôle à distance des paramètres environnementaux de la base. L'interface principale conçue pour ce système est illustrée à la figure 4 : (1) Après avoir défini des options telles que les rapports historiques, les paramètres d'alarme et les courbes historiques, cliquez sur le bouton correspondant et l'interface correspondante s'affichera. Les utilisateurs peuvent se référer aux affichages pertinents de l'interface pour prendre des décisions raisonnables. Chaque interface peut être imprimée pour faciliter l'archivage. (2) Affichage en temps réel de la température et de l'humidité de l'air, de la concentration d'ammoniac, de la température et de l'humidité du sol, de l'éclairage et d'autres paramètres de chaque base. En même temps, des dispositifs virtuels tels que des épandeurs d'engrais, des ventilateurs et des pompes à eau sont configurés. Les utilisateurs n'ont qu'à cliquer sur les dispositifs virtuels pour activer ou désactiver les dispositifs à distance. (3) Le centre de gestion de l'information peut définir des paramètres pertinents sur la base des paramètres environnementaux transmis par les deux capteurs afin de réaliser un contrôle automatique des paramètres environnementaux de la base agricole.
5 Conclusion Le système de télésurveillance d'une base de légumes agricoles basé sur MCGS et DTU conçu dans le cadre de cette recherche a été appliqué dans une base de production de légumes de la ville de Xuzhou. Les résultats de l'utilisation montrent que le système est stable et fiable et qu'il a permis d'améliorer le niveau de contrôle et de gestion de la production ainsi que les avantages économiques de la base. À l'heure actuelle, les DTU et les logiciels de configuration se développent rapidement en Chine. Le système de surveillance des exploitations agricoles développé à l'aide de ces deux éléments peut améliorer de manière significative le contrôle de l'automatisation et le niveau de gestion de chaque exploitation, et permettre d'obtenir une exploitation agricole mieux surveillée et entretenue avec un investissement relativement faible. Système de contrôle à distance. Le système est très polyvalent. En sélectionnant différents capteurs et en modifiant certains paramètres, il peut être appliqué à différentes applications, telles que les maisons intelligentes, l'Internet des véhicules, etc.