本文以STC89C52單片機(jī)為主控制器，應(yīng)用溫濕度傳感器、土壤傳感器、光照強(qiáng)度傳感器以及Wifi模塊等外圍設(shè)備。通過傳感器測量溫室大棚中的室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，實(shí)時監(jiān)測溫室大棚中的各個環(huán)境參數(shù)。若當(dāng)前值與預(yù)設(shè)值比較，當(dāng)前值沒有在預(yù)設(shè)值的范圍內(nèi)，則蜂鳴器報(bào)警，LED燈閃爍，并且外圍設(shè)備自動打開，進(jìn)行相應(yīng)的工作。同時網(wǎng)絡(luò)平臺監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，當(dāng)環(huán)境參數(shù)發(fā)生變換的時候，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺對于外圍設(shè)備的啟停工作;最后，通過硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，實(shí)現(xiàn)了基于微信平臺的溫室大棚監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)到預(yù)期效果。 

 引言

傳統(tǒng)的溫室大棚的監(jiān)測方式一般為人工監(jiān)測方式，一般使用放置在大棚內(nèi)的溫度計(jì)目測度數(shù)，會產(chǎn)生讀數(shù)誤差，再通過人工記錄對比規(guī)定適宜環(huán)境值。與人工監(jiān)測控制相比較，溫室大棚智能監(jiān)測系統(tǒng)可以讓農(nóng)作物能夠大大減少對自然條件的依賴，使農(nóng)作物克服環(huán)境氣候的限制，在截然不同的地理環(huán)境下產(chǎn)出豐碩的果實(shí)。目前，隨著智能手機(jī)的流行，越多的人喜歡用手機(jī)作為控制端，實(shí)時的監(jiān)測生物生長的溫室大棚，尤其是偏遠(yuǎn)山村，構(gòu)建一個工控機(jī)進(jìn)行溫室大棚智能控制系統(tǒng)成本太高，為了降低成本，使每戶都能夠使用起溫室大棚智能監(jiān)測系統(tǒng)，故應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行控制，即引用了微信平臺方式進(jìn)行實(shí)時的環(huán)境監(jiān)測。

1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

此設(shè)計(jì)將使用 STC89C52 型單片機(jī)為核心主控器，通過LCD1602 工業(yè)型液晶顯示器實(shí)時地顯示數(shù)值。使用 DHT11 溫濕度傳感器實(shí)時采集大棚內(nèi)的溫度和濕度，通過按鍵設(shè)定溫度的適宜參數(shù)，溫度上限報(bào)警參數(shù)和溫度下線報(bào)警參數(shù)，同樣可以通過按鍵設(shè)置濕度的適宜參數(shù)，濕度上限報(bào)警參數(shù)和濕度下限報(bào)警參數(shù)。

LCD1602 顯示器能夠顯示出溫度數(shù)值和濕度數(shù)值。使用 YL-69 土壤濕度傳感器實(shí)時監(jiān)測土壤中水分含量，避免農(nóng)作物缺少必要的水分，同樣可以通過按鍵設(shè)置土壤濕度的適宜參數(shù)，土壤濕度上限報(bào)警參數(shù)和土壤濕度下限報(bào)警參數(shù)。當(dāng)超過這些設(shè)定參數(shù)值時，會有報(bào)警 LED 燈閃爍和警示蜂鳴器嘯叫。之后驅(qū)動外圍設(shè)備工作，進(jìn)行排風(fēng)以降低溫度?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖 1 所示。

2 系統(tǒng)軟硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

總結(jié)硬件電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別使用了 DHT11 溫濕度傳感器，光照傳感器，YL-69 土壤濕度傳感器，按鍵電路，蜂鳴器電路，通過模塊的組合來實(shí)現(xiàn)對大棚環(huán)境的監(jiān)測。

首先使用溫濕度傳感器對大棚內(nèi)溫度和濕度進(jìn)行整體監(jiān)測，同時使用光照傳感器監(jiān)測當(dāng)前大棚內(nèi)部的整體光照情況是否合格達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，使用扎根于土壤中的 YL-69 土壤濕度傳感器模塊監(jiān)測土壤中水分含量是否合格達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，傳送數(shù)據(jù)值單片機(jī)，通過 LCD 顯示設(shè)備，實(shí)時顯示出當(dāng)前溫度數(shù)值，實(shí)時顯示出當(dāng)前濕度數(shù)值，可以通過相應(yīng)按鍵調(diào)整適合于農(nóng)作物的適當(dāng)上下閾值，在單片機(jī)內(nèi)部與預(yù)設(shè)值進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，倘若發(fā)生數(shù)值超過限定范圍就發(fā)生蜂鳴器報(bào)警以及 LED 燈報(bào)警。通過以上硬件模塊的搭配與組合構(gòu)建出了一套溫室大棚檢測系統(tǒng)的硬件電路部分，其搭配合理結(jié)構(gòu)完善，為軟件設(shè)計(jì)提供了完備的硬件基礎(chǔ)。

2.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

溫室大棚智能監(jiān)測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分是主要由單片機(jī)發(fā)出指令對溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光照傳感器模塊進(jìn)行操作命令，使其正常運(yùn)行，同時溫濕度傳感器模塊對溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測，將監(jiān)測到的溫度和濕度參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至單片機(jī)和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對校驗(yàn)，當(dāng)監(jiān)測到的數(shù)值不在預(yù)設(shè)值范圍內(nèi)時，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警方式，并將數(shù)值實(shí)時顯示在顯示屏上。

3 調(diào)試

網(wǎng)絡(luò)平臺主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用微信平臺實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺調(diào)試，以便于農(nóng)戶可以不用去溫室大棚查看環(huán)境參數(shù)值，便可以輕松的通過手機(jī)查看環(huán)境參數(shù)的變化值，并通過手機(jī)進(jìn)行外圍設(shè)備的啟停工作。調(diào)試過程 ：首先，打開微信公眾號，顯示出當(dāng)前的實(shí)時溫度濕度數(shù)值和繼電器吸合狀態(tài)，微信公眾號顯示實(shí)時數(shù)值如圖 2 所示 ；其次，當(dāng)環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化的時候，網(wǎng)絡(luò)平臺可以進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警界面如圖 3 所示 ；最后，可以應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行外圍設(shè)備的啟停控制，已達(dá)到溫室大棚需求的環(huán)境參數(shù)值。

4 總結(jié)

整個系統(tǒng)設(shè)計(jì)是將單片機(jī)作為核心控制器，在智能溫室內(nèi)部采用溫濕度傳感器測量溫度和濕度，采用光照監(jiān)測傳感器測量光照值，采用土壤濕度傳感器監(jiān)測土壤中的水分含量，將實(shí)時數(shù)據(jù)與設(shè)定的相應(yīng)上下閾值進(jìn)行對比，當(dāng)超出設(shè)定范圍時，觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)。

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