一、無線串口模塊在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用背景
智能農(nóng)業(yè)，是通信、計算機和農(nóng)學(xué)等若干學(xué)科和領(lǐng)域共同發(fā)展，并相互結(jié)合所形成的產(chǎn)物，它將信息采集、傳輸、處理和控制集成在一起，使人們更容易獲得農(nóng)作物生長各個階段的各類信息，也讓人們更容易掌控這些信息，通過人工智能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的結(jié)合真正實現(xiàn)人與自然的交互。隨著通信、計算機、傳感網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中已經(jīng)是目前的發(fā)展趨勢，它將采集到的溫度、濕度、光照強度、土壤水分、土壤溫度、植物生長狀況等農(nóng)業(yè)信息進行加工、傳輸和利用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在各個時期的精準管理和預(yù)測預(yù)警提供信息支持，追求以最少的資源消耗獲得最大的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出，使農(nóng)業(yè)增長由主要依賴自然條件和自然資源向主要依賴信息資源轉(zhuǎn)變，使不可控的產(chǎn)業(yè)得以有效控制。而在物聯(lián)網(wǎng)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)，無線模塊的使用占有不可或缺的地位。智能農(nóng)業(yè)智慧系統(tǒng)都是由傳感器、無線采集節(jié)點、自動控制設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、云服務(wù)器、終端設(shè)備等組成的，整個系統(tǒng)組成部分缺一不可，而無線采集部分是至關(guān)重要的，所有的系統(tǒng)運作都依靠無線采集提供的數(shù)據(jù)。對于一般的射頻芯片，需要寫復(fù)雜的驅(qū)動程序以及低功耗組網(wǎng)應(yīng)該代碼，很耗費大量的研發(fā)時間，因此更多的農(nóng)業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計者更加喜歡使用無線串口模塊，既可以縮短開發(fā)周期，又使用方便、功能多，適用于不同的使用環(huán)境。
二、433M無線串口模塊在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢
與2.4G無線模塊相比，433M無線模塊的抗干擾能力更強。農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，也不需要數(shù)據(jù)采集的延遲要求到微妙級，因此使用433M無線模塊在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中顯得優(yōu)勢明顯。
為什么要用串口模塊？射頻的開發(fā)和驅(qū)動代碼的編寫會占用大量的開發(fā)周期，和直接用串口模塊對比來說，從物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成本上就可以節(jié)省很大的研發(fā)成本，并且無線串口模塊功能強大，支持不同的應(yīng)用環(huán)境和工作模式。
三、無線串口模塊E30-TTL-100在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
E30-TTL-100無線串口收發(fā)模塊是由成都億佰特電子科技有限公司研發(fā)，通過串口就能實現(xiàn)射頻的收發(fā)，不需要用戶編寫射頻驅(qū)動和進行硬件調(diào)試，大大的縮短了用戶的產(chǎn)品開發(fā)周期。由于E30-TTL-100功耗低，性能強大，成本低，因此被大量適用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)前端。
E30-TTL-100在農(nóng)業(yè)控制中需要進行組網(wǎng)應(yīng)用，組網(wǎng)方式應(yīng)用簡單，如下圖所示。
農(nóng)業(yè)控制中，節(jié)點的供電一般是采用電池供電，因此對功耗要求很高。而E30-TTL-1OO具有休眠模式，休眠電流低至2uA，足以滿足低功耗場景的應(yīng)用。當(dāng)采集點采集到數(shù)據(jù)的時候，這時候控制無線串口模塊從休眠狀態(tài)中醒過來，進行數(shù)據(jù)上傳，當(dāng)集中器收到從節(jié)點的數(shù)據(jù)后，會回復(fù)節(jié)點一個ACK，串口模塊繼續(xù)進入休眠，直到下一次需要上傳數(shù)據(jù)。集中器將收集到的數(shù)據(jù)上傳云服務(wù)器，云服務(wù)，手機電腦就可以訪問服務(wù)器查到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。
同時，E30-TTL-100傳輸距離遠，空曠環(huán)境可以達到2千米以上，足夠應(yīng)對農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。
E30-TTL-100是一款基于Silicon labs公司原裝進口SI4438射頻芯片的無線串口模塊（UART），半雙工，收發(fā)一體，發(fā)射功率100mw，工作在425~450.5MHz頻段（默認433MHz），TTL 電平輸出，兼容3.3V與5V 的IO 口電壓。
無線通信模塊具有軟件FEC前向糾錯算法，其編碼效率較高，糾錯能力強，在突發(fā)干擾的情況下，能主動糾正被干擾的數(shù)據(jù)包，大大提高可靠性和傳輸距離。在沒有FEC的情況下，這種數(shù)據(jù)包只能被丟棄。
無線模塊具有數(shù)據(jù)加密和壓縮功能。模塊在空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，具有隨機性，通過嚴密的加解密算法，使得數(shù)據(jù)截獲失去意義。而數(shù)據(jù)壓縮功能有概率減小傳輸時間，減小受干擾的概率，提高可靠性和傳輸效率。
四、綜述
E30-TTL-100無線串口在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用比較廣泛，同時成都億佰特電子科技公司也有很多其他類型的無線串口模塊，針對不同的領(lǐng)域和環(huán)境，有不同的應(yīng)用方案。
成都億佰特電子科技公司是一家專業(yè)做無線底層開發(fā)的公司，公司的無線產(chǎn)品主要用于其他做產(chǎn)品生產(chǎn)的公司用于二次開發(fā)，因此億佰特的無線串口等產(chǎn)品功能集成豐富，并且功耗控制的非常低。億佰特的無線產(chǎn)品比較豐富，有170M、230M、433M、495M、868M、915M、2.4G等頻段的無線模塊，藍牙、WFI類產(chǎn)品也很多，無需用戶開發(fā)，直接用串口或者485?就可以進行數(shù)據(jù)傳輸。產(chǎn)品的內(nèi)部控制器基本都是采用進口的單片機實現(xiàn)，性能穩(wěn)定，資源豐富，功耗也低。有興趣的讀者可以去億佰特官網(wǎng)了解，有很多值得學(xué)習(xí)和借鑒的東西，官網(wǎng)網(wǎng)址：http://twohalves.cn/。里面也有很多關(guān)于STM8L和無線射頻芯片的資料，以及億佰特的產(chǎn)品的功能特性，包括哪些傳十幾公里的無線產(chǎn)品以及穿墻能力超強的無線產(chǎn)品。
