基于STM32的智能温室无线监控系统设计

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1、2015年3月农机化研究第3期基于STM32的智能温室无线监控系统设计许朋，孙通，冯国坤，饶洪辉，刘木华(江西农业大学，南昌330045)摘要:智能温室无线监控系统采用嵌入式技术，由温湿度模块、无线传输模块、电源模块及自动控制系统组成，以期农业与自动控制系统结合，采集温室的光照度、温湿度，实现串口软件实时监控并存储采集到的数据。该系统的应用营造了一个有利于温室作物生长的环境，提高了蔬菜产量、品质，且节省了大量的劳动力资源。关键词:STM32;自动控制;智能温室;无线传输中图分类号:S625．3文献标识码:A文章编号

2、:1003－188X(2015)03－0087－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.03.021自动化，使农作物始终生长在适宜的环境中，解放了0引言人力，节约了资源，提高了经济效益。近年来，我国农业信息化技术的快速发展为精准1系统总体方案设计农业的推广与实施奠定了基础，而物联网技术的应用与发展为农业生产环境信息的获取与调控提供了有系统主要由4个部分组成，分别是上位机软件、主力的工具与可靠的保证。“感知农业”通过在温室内控制板、大棚控制板和大棚采集板，如图1所示。部署的传感器及无线采集、控

3、制节点，将传感器采集到的实时环境信息发送到传感节点，然后通过有线或无线方式传输到上位机进行解析处理，并给予相应的调控，控制通风、灌溉、施肥等方式以改善农作物的生［1］长环境。目前，智能温室工程作为农业现代化的一个重要组成部分，对我国农业的发展具有重要的意义，已经［2］成为我国科技人员研究的重要课题。随着人们生活水平的提高，温室蔬菜种植的规模在我国发展十分迅速，成为城市居民菜篮的主要途径，也是农户增产创收的捷径之一。然而，温室大棚普遍存在着自动化水平较低、人力消耗大以及水肥资源浪费严重等诸多问题。为此，设计了一种温室

4、农业无线监控系统。该系图1系统硬件总框图统采用ALIENTEKSTM32作为主控制器，布置在大棚1．1主控制板内部的传感器可实时检测室内温度、湿度、光照强度，主控制板主要由ALIENTEKSTM32板、无线通信同时单片机还将通过光敏传感器检测室外光照强度模块及USB串行端口模块组成，如图2所示。主控制以控制大棚外卷帘机卷起或放下保温层。同时，该系板负责对两个大棚传递上来的信息进行处理，打包之统中加入了上位机控制系统，用户足不出户就能监视后发送给上位机，同时还负责将上位机下达的指令传并控制大棚内部的情况，一定程度实现

5、了农业生产的递给两个温室大棚。收稿日期:2014－03－28基金项目:国家自然科学基金项目(51305180)作者简介:许朋(1988－)，男，山东聊城人，硕士研究生，(E－mail)1054699513@qq．com。通讯作者:刘木华(1969－)，男，江西宁都人，教授，硕士生导师，(E－图2主控制板硬件组成框图mail)suikelmh@sina．com。·87·2015年3月农机化研究第3期1．2大棚控制板用了库函数版本，使得开发思路更加的流畅，如图6大棚控制板主要由STC89C55单片机、12864LCD所

6、示。当主控制板接收到大棚控制板发送上来的信显示、光耦、继电器，以及无线通信模块组成，如图3号时，首先通过读取无线模块内部寄存器的值判断是所示。大棚控制板负责控制大棚内部装置以及转发哪个大棚发送上来的信号。大棚采集板采集上来的数据，一旦收到主控制板发送的信号，大棚控制板将对相应的装置进行控制。图5上位机软件界面图3大棚控制板硬件组成框图1．3采集板大棚采集板主要由STC89C55单片机、空气温湿度传感器、光照强度传感器、土壤湿度传感器、无线通信模块和供电电源构成，如图4所示。大棚采集板负责采集温室内各个部分数据，之后

7、通过无线传送给控制板。图6主控制板程序流程图由于在无线通信模块中，不同模块之间是由通道地址来进行区分的，所以要通过不同的接收通道地址来实现多通道接收，当接收到大棚控制板发送上来的数据时，主控制板读取无线模块中的通道标志位来判断是哪个大棚发送的数据。同理，当主控制板收到上图4大棚采集板硬件组成框图位机发送下来的控制信号时，也先判断是控制哪个大2智能农业无线监控系统软件设计棚的信号，然后加载不同的发送地址，再发送给指定大棚。2．1上位机软件设计大棚控制板和大棚采集板也是在Keil开发环境上位机使用VB语言编写。上位机界

8、面通过串口下使用C语言进行编程的。大棚采集板的程序比较模块与主控制板进行通信，以获取两个大棚内部的环简单，只有重复采集传感器参数和将数据发送出去这境数据和对大棚内部设施进行控制，同时上位机软件两项工作。还可以将接收到的环境数据保存到电脑数据库中，以在大棚控制板的程序中，包括液晶显示、按键扫便日后的查询，如图5所示。描、继电器控制、数据接收以及数据发送。大棚控