【正文】 des is the major problem for precision agriculture. Data aggregation [2] and low power listening [3]algorithms are effective method to reduce energy consumption in normal wireless sensor networks. However,after a sufficient number of experiments we found thatenergy consumption in precision agriculture has somespecial issues. Generally speaking, in order to monitorthe growth conditions of crops, one node has to connectwith many sensors, such as Co2 sensor, air temperature sensor, air humidity sensor, light sensor, soil temperature/moisture sensor and so on. Although the sensorsconsume a large portion of the energy, we never pay any attention to this issue in our previous research. It is necessary to reduce the energy consumption of design and carry out a sensor dynamic energy management (SDEM) to reduce energy consumption of sensors and extend network lifetime. The basic idea is to shut down sensors when not needed and wake them up when necessary [4,5]. The experimental results indicate that SDEM is an effective technique in reducing node energy consumption without significantly degrading performance. The remainder of this paper is organized as 2 gives the energy consumption of all parts of the sensors in precision agriculture. And we get a conclusion that the sensors consume most of the energy. The architecture of the SDEM is described in Section 3, and Section 4 reports the hardware and software design and some considerations about implementation. 。在調(diào)試的時(shí)候遇到很多的問題，經(jīng)過向老師和同學(xué)請(qǐng)教最后還是解決了。LED 點(diǎn)陣也能夠顯示出正確的信息。都及時(shí)檢查糾正了。單片機(jī)完成接收數(shù)據(jù)采用的是中斷方式，當(dāng)系統(tǒng)接收到數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中斷，然后將數(shù)據(jù)存入數(shù)組中，方便以后調(diào)用。⑶仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標(biāo)系統(tǒng)中使用?；咎匦裕簂 工作頻率在410440MHz頻段內(nèi)效果最佳（天線匹配），適合多節(jié)點(diǎn)的特殊場合；l 無線模塊空中速率最低1kbps,最高40kbps，可以軟件隨意設(shè)置；l UART（通用異步串行）接口，波特率支持最低1200，最高57600；l SX1212接收僅電流3mA,，10dbm條件下，發(fā)射電流僅25mA。當(dāng)某一行（如第一行）引腳為高電平，某一列（如第一列）引腳為低電平，這對(duì)應(yīng)點(diǎn)（第一行第一列的點(diǎn)）將被點(diǎn)亮，從而達(dá)到控制LED顯示屏的顯示信息。便達(dá)到了兩片74ls138作為4線16線譯碼器輸出控制16*16 LED點(diǎn)陣16行的效果。其中16*16 LED點(diǎn)陣為4個(gè)8*8 LED點(diǎn)陣組合而成。同理掃描第二列。~（行驅(qū)動(dòng)）的A、B、C、D4個(gè)引腳，~（列驅(qū)動(dòng)）的OE、DAT0、CLK、ST4個(gè)引腳（）。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng)并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的[13]。l 具有EEPROM功能。最終選擇方案三。在數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，常用波長為940um的遠(yuǎn)紅外方式。工作頻率需要一致，這也好比人和人對(duì)話，首先語言得互通，一個(gè)普通的地球人（或中國人）和一個(gè)外星人（或外國人）無法直接交流。方案二：采用兩片74ls138 3線8線譯碼器。驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)16*16 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)由4片8*8 LED點(diǎn)陣組成，從理論上來說，不管是顯示圖像還是文字，只要控制組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置對(duì)應(yīng)的LED燈發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。世界許多芯片公司都購買了51芯片的核心專利技術(shù)，并且在其原有基礎(chǔ)上進(jìn)行了性能上的優(yōu)化和擴(kuò)充，使51芯片得到了進(jìn)一步完善，從而形成了一個(gè)龐大的體系，一直到現(xiàn)在仍在不斷地翻新。PIC單片機(jī)CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，分別有3358條指令(視單片機(jī)的級(jí)別而定)，屬精簡指令集。在選取穩(wěn)壓芯片時(shí)考慮到78/79系列產(chǎn)品。同時(shí)它利用無線的模式實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制，去掉了PC機(jī)與單片機(jī)之間有線連接的制約性，極大的提高了其設(shè)施擺放的隨意性。以后隨著人們生活水平的提高，戶外LED顯示屏將逐漸應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。采用高性能單片機(jī)控制達(dá)到性能穩(wěn)定，可靠性高的特點(diǎn)，有掉電保護(hù)功能，同時(shí)可以完全脫機(jī)運(yùn)行。普通的日光燈是直接使用交流電，所以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100120次的閃爍，對(duì)眼睛有一定的傷害。其主要優(yōu)點(diǎn)在于可以降低成本，提高穩(wěn)定性性和容易實(shí)現(xiàn)。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程，自20世紀(jì)八十年代開始，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面。目前市場上面已經(jīng)有了很多種類的電子廣告牌，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。第二節(jié) LED電子廣告牌的主要特點(diǎn)LED顯示屏具有耗電量少、壽命長、亮度高、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。并且不會(huì)使文件、衣物等褪色現(xiàn)象。LED燈的體自身使用的是環(huán)氧樹脂而非普通的玻璃，更為堅(jiān)固牢靠，即便掉到地板上也不會(huì)輕易被摔壞，可以放心使用，這樣更便于運(yùn)輸。LED燈是被封裝在環(huán)氧樹脂里面的一塊很小的芯片[2]。這樣的電子廣告牌在使用時(shí)如果需要改變顯示內(nèi)容便會(huì)變得十分麻煩；另外就是通過有線連接，將單片機(jī)連接到PC機(jī)上，通過一定的軟甲設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)單片機(jī)的控制。對(duì)應(yīng)電源電路的設(shè)計(jì)作出了兩種方案：方案一：采用電腦USB接口直接供電，這樣電路設(shè)計(jì)簡單，只需要一個(gè)插槽，將正負(fù)極分別接到單片機(jī)的VCC和GND上面就可以了。雖然其他種類的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算的實(shí)屬少見。而單周期既可執(zhí)行本指令功能，同時(shí)完成下一條指令的讀取。方案二：采用LED點(diǎn)陣顯示屏。譯碼器可以由與門或與非門來負(fù)責(zé)輸出。本設(shè)計(jì)需要給16*16 LED點(diǎn)陣的16列陰極引腳提供低電平，采用了兩片74HC595 8位移位寄存器拓展為16位并行輸出。wifi主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是無線接入、高速以及遠(yuǎn)距離傳輸，其中，提高到300Mbps甚至高達(dá)600Mbps。方案三：采用UTC1212無線數(shù)傳。l 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。是單片機(jī)最小系統(tǒng)必須的電路。 晶振電路所有的單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，晶振在單片機(jī)系統(tǒng)里的作用十分大，全稱叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需要的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)的運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)的一切指令執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率下的。也就是說得用四個(gè)8*8點(diǎn)陣組合成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣。l 12號(hào)引腳：存儲(chǔ)寄存器時(shí)鐘脈沖，高電平有效。二、行驅(qū)動(dòng)模塊顯示模塊的行驅(qū)動(dòng)模塊（）主要為兩片74ls138拓展而成。將兩片74HC595的/MR接在一起直接接到高電平讓它失能，兩片芯片的/OE接在一起直接接地，讓它們直接選通。對(duì)于固定電壓版本，可采用更小的電容，具體可以據(jù)實(shí)際應(yīng)用確定。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.OBJ）。波特率及調(diào)制速率，只有當(dāng)單片機(jī)的接收波特率和電腦串口發(fā)送程序的波特率相同時(shí)，才能完成計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通信。所以在硬件制作過程中也需要做一步調(diào)試一步。程序聯(lián)機(jī)調(diào)試就是將已調(diào)試好的各程序功能塊按總體結(jié)構(gòu)聯(lián)成一個(gè)完整程序，在所研制的硬件電路上運(yùn)行。結(jié) 論將近一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)就快結(jié)束了，本次設(shè)計(jì)幾乎把大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)都結(jié)合運(yùn)用到實(shí)踐中，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的重要考核，同時(shí)也是我們面向工作的期末考試。同時(shí)，我還要感謝我的輔導(dǎo)員老師陸文穎，感謝她對(duì)我生活和學(xué)習(xí)上面的幫助。光陰似箭，歲月如梭。表明系統(tǒng)運(yùn)行正常。第二節(jié) 軟件調(diào)試軟件調(diào)試一般包括分塊調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試兩個(gè)階段。在本次設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用用串口中斷處理接收的數(shù)據(jù)，利用掃描的方法控制LED點(diǎn)陣顯示屏顯示。 主程序流程圖二、串口中斷程序本設(shè)計(jì)要求用電腦將字符數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過解碼然后顯示出來，所以本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電腦通信。運(yùn)行Keil軟件需要WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)［23］。 無線模塊電源電路AMS11117是一個(gè)低漏失電壓調(diào)整器，它的穩(wěn)壓管是由一個(gè)PNP驅(qū)動(dòng)的NPN管組成，漏失電壓定義為：VDROP=VBE+VSAT。列驅(qū)動(dòng)模塊采用的是74HC595 移位寄存器。l 最后，A1，A2的列就作為16*16 LED點(diǎn)陣的列控線。可以將信號(hào)輸送到LED，類似流水燈。所以在顯示模塊的設(shè)計(jì)和選材都是需要十分認(rèn)真的。在穩(wěn)壓芯片的輸出端接了一個(gè)大容量的電解電容C2和兩個(gè)瓷片電容CC5，他們都是并聯(lián)關(guān)系（）。l PDIP封裝。STC89C52單片機(jī)是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能COMOS8的微處理器。由單片機(jī)的異步串行口TX輸出的串行數(shù)據(jù)信號(hào),送到與非門74HC00的輸入端。wifi是無線局域網(wǎng)（Wlan）技術(shù)——IEEE 。寄存器是由具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器組合起來構(gòu)成的。對(duì)于LED顯示屏的控制需要分為行驅(qū)動(dòng)和列驅(qū)動(dòng)兩個(gè)部分。1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。方案三：使用AVR單片機(jī)。本人通過單片機(jī)的學(xué)習(xí)了解，作出三種方案：方案一：使用51系列單片機(jī)。下面介紹一下對(duì)于每個(gè)模塊，每個(gè)器件的選擇原則。本章還簡單提及了本次設(shè)計(jì)的意義?？蓱?yīng)用于大型廣場、稅務(wù)、金融、工商、體育、郵電、廠礦企業(yè)、戶外廣告、大型體育場館、教育系統(tǒng)、交通運(yùn)輸、機(jī)場、碼頭、車站、醫(yī)院、商場百貨大樓、賓館大廈、銀行、演唱會(huì)現(xiàn)場、建筑市場、證券市場、拍賣行、酒店會(huì)議室、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。而LED燈具能夠在一定范圍的電壓之內(nèi)工作，還能調(diào)整亮度。LED燈不含水銀，而且不含鉛汞等物質(zhì)，對(duì)環(huán)境的污染小。無線模塊主要為UTC1212的發(fā)送機(jī)的調(diào)制和接收機(jī)的解調(diào)實(shí)現(xiàn)信息的無線傳輸。隨著電子產(chǎn)品快速的發(fā)展，單片機(jī)以其控制功能強(qiáng)、集成度高、低功耗、低電壓、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用和滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)了對(duì)廣告牌內(nèi)容及顯示方式的靈活改變，提高了操作的變易程度。同時(shí)LED燈與傳統(tǒng)日光燈比較有如下優(yōu)點(diǎn)：、無污染。室內(nèi)會(huì)變得更加干凈整潔。在廣州海心沙島亞運(yùn)會(huì)開閉幕式的主場，坐落著四艘氣勢磅礴的“亞運(yùn)之舟”，分別利用上下兩塊大型LED風(fēng)帆組成一艘船，共用八塊風(fēng)帆并列組成了開閉幕式的舞臺(tái)背景。而有一部分的LED顯示屏通過與電腦連接，可以比較方便的改變其顯示內(nèi)容，可是連接線路制約了設(shè)備的使用環(huán)境和擺放形式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求可以通過多種方案實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。綜合考慮，為了單片穩(wěn)定工作，本設(shè)計(jì)選用方案二。只有5個(gè)專用寄存器PCL、STATUS、FSR、PCLATH、INTCON在4個(gè)存儲(chǔ)體內(nèi)同時(shí)出現(xiàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求初步提出了設(shè)計(jì)顯示屏的兩種方案：方案一：本設(shè)計(jì)主要是為了實(shí)現(xiàn)顯示漢字和部分圖像功能，可以采用LCD液晶顯示屏。動(dòng)態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行(比如16行)的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣陰極每一列采用移位寄存器芯片實(shí)現(xiàn)。PC機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行無線通訊可有多種選擇，設(shè)計(jì)初期提出了三種方案。 紅外通訊原理圖 紅外發(fā)射電路圖由455KHZ的晶振CRY,反相器74HC04及電阻、電容構(gòu)成的振蕩器產(chǎn)生455KHZ的方波信號(hào)。lm7805簡介（）。l 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。 電源電路電源電路的工作過程需要從輸出采樣，然后根據(jù)其反饋值調(diào)節(jié)輸出以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。主要通過單片機(jī)內(nèi)部程序的編寫通過處理接收到的信息通過I/O口產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)從而達(dá)到控制顯示屏的顯示信息的效果[15]。 74ls138引腳介紹：l E1：選通端l EE3：選通端（低電平有效）l Y0~Y7：輸出端（低電平有效）l A0~A3：輸入端l VCC：電源正l GND：地列驅(qū)動(dòng)模塊芯片74HC5959