基于ARM的温室环境数据采集与控制系统设计_苗凤娟_王喆_陶佰睿_刘统凯_杨乐娜
一种基于单片机的温室控制系统的设计
一
种 基 于 单 片机 的温 室控 制 系统 的设计
王 彬 ， 磊 ， 振 辉 杨 任
（． 北农 业大 学 校园规 划处 ，保 定 ０ １０ ；２ １ 河 ７ ０ １ ． 农业 大学 人事 处 ，保定 ０ １０ ； 河北 ７０１
温 室 生 产 作 为 高 效 、高 科 技 含 量 的大 规模 生 产 方
式 已经 成 为 世 界 农 业 的 发 展 趋 势 。 温 室 设 施 的 自动 检
输 出 相 结 合 的 应 用 系 统 ，整 个 系 统 由 Ｐ Ｃ上 位 机 、控
制 器 和 执 行 输 出 机 构 三 部 分 构 成 。上 位 机 通 过 ＲＳ ３ ２２
２Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｏ ｍａ ｓ ｕｒｅ ｒｃ ｌｕ ａ ｉｅ ｉ ｂ ｉ Ｂａ ｄ ｎ ￣ １ １ ． ｐ ｒｍｅ ｔ ｆ Ｈｕ ｎ Ｒｅ ｏ ｃ ｓ Ａｇ ｕ ｔｒｌ Ｕｎｖ ｒ ｔ ｏ Ｈｅ ｅ 。 ｏ ｉ ｇ ｉ ｓ ｙｆ ０ ；
３Ｃ ｌ ｇ ｆ Ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ Ｅ ｇｎ ｅ ｉｇ Ａｇｉｕ ｔｒ ｌ Ｕ ｉｅ ｉ ｆ Ｈｅ ｅ ， ａ ｉｇ ０ １ ０１ ． ｏｌ ｅ ｏ ｃ ａ ｉ ａ ｅ ｌｃｒ ｎ ｉ ｅ ｒ ｒｃ ｌ ａ ｎ ｖ ｒ ｔ ｏ ｂ ｉ Ｂ ｏ ｎ ７ ０ ） ｉ ｎ ｕ ｓ ｙ ｄ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｏ ｔ ｌｔｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｒ ｅ ｈ ｕ ｅ ｉ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｒｓ ａ ｃ ｈ ｄ ｒ ｇ ｃ ｌ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ． ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｗ ｒ ｌａ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｃ ｎｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｎ ｏ ｓ ｓ ｍｐ ｒ ｔ ｅｅ ｒｈ ｔｅ ｍｏ ｅ ｎ ａ ｒ ｕｔ ａ ｔｃ ｎ ｌ ｇ Ｔ ｃ ｉｖ ｏ ｋｏ ｄ ｏ ｇ ａ ｔ ｉ ｕｌ ｙ
基于ZigBee技术的温室大棚控制系统设计
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ４ ５ ７ ８ 【 ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ３ ５ ・ ０ ３
应 用 实践
基于Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技 术 的 温 室 大 棚 控 制 系统 设 计
宋 子 龙 ，曹 凤 才 ，刘 权 亮
（ １ ． 中北 大 学信 息与通 信 工程 学 院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ２ ． 中北大 学 艺术学 院 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ５ １ ； ３ ． 太原 理 工 大学 ，山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
前我 国农村 经济转型发展 的前提 下 ， 本项 目主要针对 我国食 用菌种植 管理方式粗 放 、 效 率低 、 产 量小 、 质量 差等 问题 ， 结 合食用 菌产业 的规模化 发展 和生产 工艺 的标 准化 建设 的实 际需求 ， 将嵌入 式系 统技 术 和 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ无线 网络结 合到 菌类 温室 控制当中 ， 设 计出一套 集采集 、 传输 、 控制 、 监 控等 为一 体 的温室控制系统 … 。采用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无线 传输模 块有 助于解
的选择 、 用户数据库 等实现对 菌类温 室 内的空气 温度 、 空气 湿度 、 土壤温度 、 土 壤 湿度 、 二 氧化 碳 和光 照 等的 检测 与控
制， 通过对温室 内相关设 备 的实时调 控 ， 使 温室 内 的环境参
模 拟
数达 到对 菌类 各生长阶段所需的环境 因子 的要求 。
系统 实 现 的 主 要 功 能 是 在 菌 类 温 室 大 棚 中 放 置 的 各 类
时 间设备
据菌类各个 生长阶段生 长对环 境 的要 求采取 相应 环境 调控 措施 ， 提供有益 的生长环境 。部分菌类生长湿度环境参 数如 表 １ 所示 Ｊ 。基 于 ｅ ｏ ￣ ｅ ｘ Ａ ８平 台的菌类 温室 控制 系统 主要
基于CAN总线的温室可控环境综合测控系统软件设计
软件 ， 设计并改善了软件的人机界面和数据处理方法。
１ 系统 的硬 件 结构
１１ 基 于 Ｃ Ｎ总 线的 温室计 算 机监控 系统 ． Ａ
基金 项 目： 世 纪 优 秀人 才 支持 计 划 资 助 项 目（ Ｃ Ｔ０ — 新 Ｎ Ｅ －４
维普资讯
基 于 Ｃ Ｎ总线 的温 室可控 环境 综合 测控 系统软 件设 计 Ａ
・ １・ ６
基于 Ｃ Ｎ总线的温室可控环境综合测控系统软件设计 Ａ
薛美盛 ， 胡振华 ， 秦琳琳 ， 王 俊， 吴 刚 ， 成
２０２ ） ３０ ７ Fra bibliotek荣 （ 中国科学技术大学 自动化 系 ， 安徽 合肥
摘 要 ： 绍 了基 于 Ｃ Ｎ 总线的 温 室可控 环 境综合 测控 系统硬件 结构 ， 介 Ａ 阐述 了监控软 件 的设计 方 案 、 功能
及 结构 ， 并对 软件 的组 成模 块和 人机 交互界 面进 行 了介 绍 。该软 件 实现 了对作 物 生 长的 温 室小 气候 环
境及根 际环境的综合检测与控制， 实验证明软件运行稳定可靠且操作 简单。 关键词 ：Ａ Ｃ Ｎ总线 ； 温室小气候环境 ； 营养液环境 ； 监控软件 ； 人机界面 中图分 类号 ：Ｐ １ ．２ Ｔ ２ ３ ５ Ｔ ３ １５ ； Ｐ ７ ． 文 献标 识码 ： 文章 编号 ：０ ０— ８ ９ ２ ０ ） ０— ０ １— ４ Ａ １０ ８ ２ （ ０ ６ １ ０ ６ ０ Ｉ ｔ ｇ ａ ｅ ｎ ｔ ｒｎ ｎ ｎ ｒ ｌＳ ｓｅ Ｓ ｆｗａ ｅ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｅ ｒ ｔ ｄ Ｍ ｉ ｉ ｇ ａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔｍ ｏ ｔ ｒ ｓｇ ｆ ｏ Ｇｒ ｅ ｈ ｕ ｅ Ｃｏ ｔｏ ｌｂ ｅ Ｃｏ ｄ ｔｏ ｓＢａ ｅ ｎ ＣＡＮ ｅ ｎ ｏ ｓ ｎ ｒ ｌ ｌ ｎ ｉ ｎ ｓ ｄ ｏ ａ ｉ
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统一、本文概述随着科技的发展和现代化农业的需求增长，温室大棚环境参数的自动控制已成为提高农业生产效率、保证农产品质量的重要手段。
本文将介绍一种基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统，该系统能够实时监测并调控温室内的温度、湿度、光照等关键环境参数，以实现最优化的作物生长环境。
本文将首先概述系统的整体架构和工作原理，然后详细介绍各个组成部分的设计和实现，包括传感器选择、单片机编程、执行机构控制等。
还将讨论系统的优点、实际应用情况以及可能存在的问题和改进方向。
通过本文的阐述，旨在为相关领域的研究人员和从业者提供有益的参考，推动温室大棚环境参数自动控制系统的发展和应用。
二、单片机技术概述单片机，全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。
单片机技术自20世纪70年代诞生以来，经历了从4位、8位、16位到32位等几大阶段的发展。
随着微处理器、半导体及超大规模集成电路技术的迅猛发展，单片机的技术也在不断进步。
目前，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。
在温室大棚环境参数自动控制系统中，单片机作为核心控制单元，负责接收各种传感器采集的数据，并根据预设的控制算法对这些数据进行处理，从而控制温室内的环境参数，如温度、湿度、光照等。
单片机通过其强大的数据处理能力和灵活的I/O控制能力，实现了对温室环境的精确控制，提高了温室大棚的生产效率和产品品质。
单片机还具有高度的集成性和扩展性，可以通过添加不同的外设模块，实现对温室大棚内其他环境参数的监控和控制，如土壤湿度、二氧化碳浓度等。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计_毕业论文剖析
ORG 00H
JMP START
ORG 0BH
JMP TIM0
START: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#60
MOV TL0,#76
SETB TR0
MOV IE,#82H
MOV R4,#09H
MOV R0,#30H
CLEAR: MOV @R0,#00H
DJNZ R4,CLEAR
JMP WAIT
ADC: MOVX A,@R0
MOV 37H,A
CLR C
SUBB A,36H
JC TDOWN
TUP: MOV A,37H
CLR C
SUBB A,34H
JNC POFF
JMP LOOP
PON: CLR P2.1
JMP START0
POFF: SETB P2.1
JMP LOOP
TDOWN: MOV A,37H
图4 ADC0804
如图4，A/D转换器就是模拟/数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。
ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示：
十六进制
二进制码二
与满刻度的比率
相对电压值VREF=2.56伏
A
1010
10/16
10/256
3.200
0.200
9
1001
9/16
9/256
2.880
0.180
8
1000
8/16
8/256
2.560
0.160
7
0111
7/16
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计随着科技的发展和人工智能的应用，农业大棚智能监控系统已经成为农业生产中不可或缺的一部分。
这个系统可以帮助农民监测植物生长环境的各种参数，辅助农民进行农作物的及时管理和调控，提高生产效率和质量。
在这篇文章中，我们将介绍一个基于单片机的农业大棚智能监控网络系统的设计，以及它的工作原理和应用前景。
一、系统设计概述1）系统功能基于单片机的农业大棚智能监控网络系统通常包括环境监测模块、数据传输模块、数据处理模块和用户界面模块。
系统的功能主要包括：- 监测大棚内温度、湿度、光照等环境参数；- 基于传感器数据，实时分析大棚内环境的变化；- 控制通风、灌溉等设备，实现远程操控；- 数据传输和存储，实现数据的远程监控和管理；- 用户界面的设计，便于农民远程监控和管理。
2）系统组成系统主要由传感器、单片机、无线通信模块、执行器等组成。
传感器用于采集环境参数数据，单片机负责数据处理和控制，无线通信模块用于数据传输和远程控制，执行器用于执行控制指令。
3）系统优势相比传统的农业生产方式，基于单片机的农业大棚智能监控网络系统具有以下优势： - 实时监测：可以实时监测大棚内的环境参数，及时发现和解决问题；- 远程控制：农民可以通过手机或电脑远程控制大棚内的设备，方便灵活；- 数据分析：系统可以通过数据分析，为农民提供决策参考；- 节约成本：降低人工成本和资源浪费，提高生产效率和质量。
二、系统工作原理1）传感器采集数据传感器负责采集大棚内的环境参数数据，包括温度、湿度、光照等。
不同类型的传感器可以满足不同的监测需求，比如温湿度传感器、光照传感器等。
2）单片机数据处理单片机负责接收传感器采集的数据，并进行处理和分析。
单片机可以根据预设的环境参数范围，判断当前环境是否符合要求，如果不符合要求，可以发出报警或控制指令。
3）无线通信模块传输数据单片机处理后的数据通过无线通信模块传输到远程监控中心或用户手机、电脑上。
基于CAN信息采集的温室环境控制系统设计
基于CAN信息采集的温室环境控制系统设计作者：冀宇航苗凯武东升来源：《现代信息科技》2020年第13期摘要：CAN作為当今最流行的现场总线技术以其高可靠性，低成本和实时性等优点被广泛应用于自动控制领域。
文章主要介绍了基于CAN总线的多机通信。
使用基本模型设计了一个基于CAN信息采集的温室环境控制系统，采用BasicCAN模式，该系统智能节点通过AT89C51单片机作为中央控制芯片。
通过CAN总线的智能节点作为载体而传输和控制，不仅可以实时采集外界数据，控制外部设备，而且可以通过CAN总线与上位机通信，拓展了系统的功能，使得该系统具有较高的稳定性和可靠性。
关键词：AT89C51单片机;CAN总线;多机通信;BasicCAN模式中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）13-0167-04Abstract：As the most popular field bus technology，can is widely used in the field of automatic control because of its high reliability，low cost and real-time performance. This paper mainly introduces the multi-computer communication based on CAN bus. Using the basic model，agreenhouse environment control system based on can information collection is designed. The BasicCAN mode is adopted. The intelligent node of the system uses AT89C51microcontroller as the central control chip. The intelligent node of CAN bus is used as the carrier to transmit and control. It can not only collect the external data in real time and control the external equipment，but also communicate with the host computer through CAN bus，which enhances the function of the system. The system has high stability and reliability.Keywords：AT89C51 single chip microcomputer;CAN bus;multi-machine communication;BasicCAN mode0 引言随着自动检测技术和计算机技术的发展，温室的气体控制技术也得到了发展，随着我国温室的种植面积的迅速增加，在温室中引入智能管理系统将有效提高农作物的产量和质量。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。
随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加，智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。
当前，传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求，而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。
传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制，往往无法实时监测温室内外环境的变化，导致温室作物生长过程中出现问题。
设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。
通过引入单片机技术和传感器技术，智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制，如温度、湿度、光照等。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制，为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。
研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。
通过研究，旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度，提升温室作物的生产效率和质量。
具体目的包括：1. 设计一套智能温室大棚系统，实现温室环境监测、控制和调节功能，实现对作物生长环境的精细化管控；2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法，确保系统的稳定性和可靠性；3. 开发相应的软件模块，实现对温室大棚的智能控制，包括自动化灌溉、通风、照明等功能；4. 测试系统的性能，评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性；5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段，推动农业现代化发展，提升粮食生产能力和质量。
1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面：智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。
通过智能温室大棚系统，我们可以实现精确的环境控制，包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节，从而为作物提供更适宜的生长环境。
基于物联网网关的大棚蔬菜环境监测及控制系统
基于物联网网关的大棚蔬菜环境监测及控制系统作者：薛明亮解迎刚刘珊珊赵明朗郭昊来源：《物联网技术》2019年第10期摘要：针对农业大棚蔬菜种植费心费力的问题，设计开发了基于物联网技术的环境状态显示和控制系统，为了方便实时监测大棚内的信息和控制环境变量，开发出微信小程序，用户只需扫描二维码，进行身份验证后即可控制各项设备开关用以改变大棚内的环境状态。
通过Web页面或手机扫描二维码，用户可随时查看大棚内的环境参数，如空气温湿度、光照强度、土壤湿度等，并判断其是否符合蔬菜的生长环境。
基于控制系统，用户可以在Web页面或手机端发送命令，改变环境参数，如洒水、通风等。
课题构建的物联网监控系统将传感器、物联网网关、无线数据传输、二维码和手机终端等技术相结合，采集农作物生长过程中的环境参数，同时能够随时随地控制环境参数，对农作物的科学种植具有重要的指导意义，有利于农业的转型和发展。
关键词：监控;蔬菜种植;农业物联网;二维码;Web;微信中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2019）10-00-030 引言随着越来越多的人选择走向大城市发展，我国务农人口数目在不断下降，每位务农人员相对需要照顾的土地和重担也变大了许多。
传统的农业模式已经无法适应当下农村劳动力下降的社会，与此同时，科学技术的不断发展，一些新颖的科学技术也随之被应用到了农业生产中，我国农业种植技术取得了很大的进步，为此，农业的转型和高效管理模式显得至关重要。
计算机和智能手機已成为普遍的工具，本系统将计算机、智能手机与农业大棚联系起来，由传感器采集大棚内的环境参数，通过物联网网关将其传送至指定的服务器，同时在大棚内安装一系列半自动化设备，通过继电器控制其开关，农户使用计算机登录服务器找到属于自己的设备，通过验证后即可查看上报数据，比如空气温湿度、光照强度、土壤湿度等。
还可以利用手机扫描二维码绑定设备，如在小程序中找到自己的设备，实现手机远程监测和控制，为大棚内的蔬菜提供最佳的生长环境。
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计随着农业现代化的发展，大棚种植已经成为我国农业的重要组成部分。
为了提高大棚种植的生产效率以及产品质量，人们开始引入先进的技术来实现大棚的智能化管理。
本文将讨论基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计，通过单片机技术实现大棚环境监测、自动控制和数据远程传输，以实现对大棚环境的实时监控和精准管理。
一、系统设计概述随着信息技术的不断发展，农业大棚监控系统已经不再局限于传统的人工管理和简单的自动控制，而是向智能化、网络化、自动化方向迈进。
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计就是要利用单片机技术，结合传感器、执行器和通信技术，构建一个完整的大棚智能监控网络系统，实现对大棚环境的实时监测和精准控制。
二、系统组成1. 硬件组成（1）传感器部分：包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等，用于监测大棚内的温度、湿度、光照强度和土壤湿度等环境参数。
（2）执行器部分：包括风扇、加热器、灌溉装置等，用于对大棚内环境进行控制调节，使大棚内的环境参数保持在适宜的范围内。
（3）单片机部分：作为系统的核心控制器，负责采集传感器信息、控制执行器动作，并通过通信模块与上位机进行数据传输。
2. 软件组成（1）嵌入式控制软件：主要负责单片机的程序设计，实现对传感器和执行器的控制和数据处理。
（2）上位机监控软件：用于实时监测大棚环境参数、远程控制大棚内设备，并对数据进行分析和记录。
三、系统工作流程1. 数据采集：系统通过温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等传感器实时监测大棚内的环境参数，并将采集到的数据传输给单片机处理。
2. 数据处理：单片机对传感器采集到的环境参数进行处理和分析，根据预设的阈值和控制策略，判断大棚内的环境是否需要调节。
3. 自动控制：如果发现大棚内的环境参数超出了预设的范围，单片机将控制执行器动作，调节大棚内的环境参数，使其恢复到适宜的范围内。
4. 数据传输：单片机通过通信模块将实时监测的环境数据和控制结果传输给上位机，实现对大棚环境的远程监控和控制。
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转型接口，集成简易快捷，4 针单排引脚封装，连接方
便 。 其具有响应速 度 快 、抗 干 扰 性 强 、体 积 小 、功 耗 低
及性价比 高 等 优 点，可 对 温 室 内 温 湿 度 数 据 进 行 采
集，电路如图Leabharlann 3 所示。2． 3 加湿和升温模块设计
主控芯片接收到 DHT11 采集的温湿度数据，如果
相对湿度均大于路地，空气湿度大，会减少作物蒸腾 境变化，方便对温室环境的控制，利于作物的生长发
量，作物不易缺水，有利于植物的生长发育；但空气湿 育。
度过大 ，会使作物 的 茎 叶 生 长 过 旺 ，造 成 疯 长 ，影 响 作
1 整体设计
物的开花结果。此外，湿度过高容易 产 生 结 露 现 象，
易 促 成 病 菌 繁 殖，引 起 病 害，并 可 能 发 生 某 些 生 理 障
温室环境监测和控制是通过预防农作物的疾病， 系统人工设定一个范围，控制高功率灯泡升温降湿或
提高生产力；通过对温室环境 （ 如温度、湿度、光照强 超声波加湿偏振片加湿，达到对温室内温度与湿度环
度等） 环境因子的改变，获得适合作物的最佳生长条 件 ，达到改善作物 品 质 和 提 高 经 济 效 益 的 目 的［1］。 温
用 LM7805 正电压串联稳压集成电路，其体积小、集成 度高 、线性及负载 调 整 率 高 电 路 方 便 可 靠 ，且 价 格 低 。 LM7805 分 3 个引脚。当闭合开关后，220V 交流电经
过电源变压器转换 为 交 流 低 压 ，之 后 由 桥 式 整 流 电 路 进行整流，经滤波电容 C1 和 C2 进行滤波，在 LM7805 的 Vin 和 GND 两端形成直流电压；形成的直流电压再 经 LM7805 的稳压和 C3 与 C4 的滤波后，在输出端产 生了准确度高、稳定性强的直流输出电压 5V。电路图 如图 2 所示。
微 控 制 器 为 核 心 ，利 用 DHT11 温 湿 度 传 感 器 来 接 收 采 集 温 室 环 境 信 息 。 同 时 ，根 据 需 求 通 过 矩 阵 键 盘 设 定 温 湿
度额 度 值 ，由 液 晶 1602 实 时 监 测 当 前 环 境 变 化 ，数 据 处 理 模 块 对 信 息 进 行 比 较 分 析 ，判 定 是 否 需 进 行 升 降 温 ，加
境因子调节控制的 目 的 ，维 持 一 个 利 于 农 作 物 生 长 发 育的恒定适宜的环境。利用温室环境数据采集与控
室内当植物叶表或建筑墙体温度低于附近空气露点 制系统可以监测温室内的环境参数，减少了温室管理
温度时将会出现冷凝水现象。一般温室绝对 湿 度 与 人员的参与，且让管理人员能够及时掌握温室内的环
中图分类号： S625． 5
文献标识码： A
DOI:10.13427/ki.njyi.2015.03.034
0 引言
文章编号： 1003 － 188X（2015）03 － 0138 － 04
加湿偏振片的温室环境控制系统。高功率灯泡能产 生热 量 降 低 湿 度，同 时 还 可 以 进 行 补 光，成 本 较 低。
模拟试验结果表 明 ，该 系 统 反 应 快 、精 度 高 、体 积 小、稳定性强、操作简单。考虑到温室 内 环 境 的 多 变 性，此系统可 24h 全天不停止工作，具有经济实用性。 能尽量避免温室大棚内因湿度太高而引起的病虫害， 在温室大棚等农业领域有很好的发展前景。
图 5 软件设计图
3． 1 温湿度采集模块程序设计 温湿度 采 集 模 块 程 序 设 计 主 要 是 控 制 传 感 器
农业处于向优质 、高 效 和 高 产 的 现 代 化 农 业 转 化 过 程
中 ，温室栽培体现 了 现 代 农 业 发 展 的 方 向 。 基 于 以 上
问题 ，设计并制作了 一 个 基 于 用 高 功 率 灯 泡 和 超 声 波
收稿日期： 2014 － 03 － 27 基金项目： 黑龙江省教育厅科学技术研究项目（12541899） ；黑龙江省
系统采用模 块 化 设 计，包 括 电 源 模 块、信 息 采 集
碍；而过低的湿度将使作物受到水分胁迫而使生长受 模块、数据分析处理模块、现场控制模块、键盘和液晶
阻。传统的大棚一般采用人工进行通风，降低了大棚 显示模块，如图 1 所示。
内的温度 ，且人为 控 制 监 管 存 在 随 意 性 。 常 规 温 室 大
湿或 干 燥 的 控 制 ，使 得 温 室 能 够 处 在 一 个 适 宜 农 作 物 生 长 的 恒 定 温 湿 度 状 态 。 实 验 模 拟 表 明 ，该 系 统 能 有 效 工
作 ，在 温 室 大 棚 内 具 有 很 好 的 推 广 价 值 。
关键词： 结露； 温湿度传感器； A Ｒ M ； 加湿； 升温
DHT11 进行对 温 湿 度 的 数 据 采 集： 首 先 配 置 DHT11 用到的 I / O 口，定义一个 GPIO _InitTypeDef 类型的结 构体，开启 GPIOD 的外设时钟，选择 GPIOD 引脚； 设 置引脚模式为通用推挽输出，引脚速率为 50MHz，初 始化 GPIOD，拉高引脚 GPIOD12；然后使 DHT11 － DATA 引脚变为输入模式，选择要控制的 GPIOD 引脚，设 置引脚模式为浮 空 输 入 模 式 ，调 用 库 函 数 。 读 取 结 束 时 ，引脚改为输出 模 式 ，主 机 拉 高 ，最 后 检 查 读 取 的 数 据是否正确。
［3］ 程世 利． 现 代 温 室 环 境 控 制［J］． 农 业 装 备 技 术，2004 （6） ：7 － 9．
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图 2 LM7805 作为固定输入电压的电路设计
2． 2 数据采集模块设计
电器 控 制，输 入 到 超 声 波 雾 化 片 中，控 制 超 声 波 雾 化
数据采集模块包括 DHT11 温湿度传感器和信号 片的工作，从而起到了增加周围空气湿度的效果。加
转换电路两部分。DHT11 温湿度传感器，采用单线制 湿与升温模块如图 4 所示。
温湿度采集模块软件设计流程如图 6 所示。 3． 2 液晶显示模块程序
本部分软件设计根据 1602LCD 液晶屏进行初始 化 1602 写指令函数，初始化 1602 写数据函数，从而实 时显示出当前温湿度。1602 液晶软件设计流程图，如 图 7 所示。
·140·
图 6 温湿度采集模块设计流程图 图 7 1602 液晶软件设计流程图
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2015 年 3 月
农机化研究
第3 期
基 于 AＲM 的 温 室 环 境 数 据 采 集 与 控 制 系 统 设 计
苗凤娟，王 喆，陶佰睿，刘统凯，杨乐娜
（ 齐齐哈尔大学 电子与通信工程学院，黑龙江 齐齐哈尔 161000）
摘 要： 针 对 露 水 凝 结 在 温 室 农 作 物 叶 表 面 ，诱 发 由 真 菌 和 细 菌 引 起 的 疾 病 ，危 害 农 作 物 的 生 长 现 象 ，采 用 AＲM
自然科学基金项目（ F201438，F201332） 作者简介： 苗凤娟 （ 1982 － ） ，女，黑 龙 江齐 齐 哈 尔 人，副 教 授，（ E －
mail） miaofengjuan@ 163． com。
图 1 系统总体结构
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2 硬件设计
2． 1 稳压电源电路的设计 核心控制模块 STM32 需要 5V 工作电源，本文选
LM7805 稳压电源电路转变为低压直流电后，通过继
图 3 数据采集模块
图 4 加湿与升温模块
2． 4 矩阵键盘和液晶显示模块设计
境温湿度的数值。该系统采用液晶 1602 作为液晶显
液晶显示模块作用是显示系统采集到当前温室环 示模块。矩阵键盘工作过程中，IO 口 上 电 后，I / O 口
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默认为高电平；4 个按键分别实现开始停止、复位、设 置温湿度上下限的功能；通过 LED 直观地提示操作人 员当前是否超过设定的上下限。
3 软件设计
温室数据采集与控制系统软件设计使用 C 语言 编辑程序，设计简单、容 易 实 现。与 此 同 时。采 用 了 多任务操作系统及 模 块 式 的 设 计 方 法 ，保 持 系 统 对 环 境温 湿 度 的 采 集、控 制 和 系 统 通 信 同 时 进 行，有 效 地 保证了系统参数采集的实时性和控制输出的快速性， 且能够实现定时采集数据信息（ 即温室环境内的温度 和湿度值） ，把采集到的数据输出到液晶显示。其可 判断采集到的数据 是 否 符 合 设 定 值 ，根 据 判 断 的 结 果 控制加湿升温设备工作 。总体程序图，如图 5 所示。