基于微信的蔬菜温室大棚环境监测系统设计.pdf

网络信息工程 2020.03740 引言传统的温室大棚的监测方式一般为人工监测方式，一般使用放置在大棚内的温度计目测度数，会产生读数误差，再通过人工记录对比规定适宜环境值。与人工监测控制相比较，温室大棚智能监测系统可以让农作物能够大大减少对自然条件的依赖，使农作物克服环境气候的限制，在截然不同的地理环境下产出丰硕的果实。目前，随着智能手机的流行，越多的人喜欢用手机作为控制端，实时的监测生物生长的温室大棚，尤其是偏远山村，构建一个工控机进行温室大棚智能控制系统成本太高，为了降低成本，使每户都能够使用起温室大棚智能监测系统，故应用了网络平台进行控制，即引用了微信平台方式进行实时的环境监测。1 系统总体方案设计此设计将使用STC89C52型单片机为核心主控器，通过LCD1602工业型液晶显示器实时地显示数值。使用DHT11温湿度传感器实时采集大棚内的温度和湿度，通过按键设定温度的适宜参数，温度上限报警参数和温度下线报警参数，同样可以通过按键设置湿度的适宜参数，湿度上限报警参数和湿度下限报警参数。LCD1602显示器能够显示出温度数值和湿度数值。使用YL-69土壤湿度传感器实时监测土壤中水分含量，避免农作物缺少必要的水分，同样可以通过按键设置土壤湿度的适宜参数，土壤湿度上限报警参数和土壤湿度下限报警参数。当超过这些设定参数值时，会有报警LED灯闪烁和警示蜂鸣器啸叫。之后驱动外围设备工作，进行排风以降低温度。总体设计框图如图1所示。2 系统软硬件电路设计2.1 系统硬件电路设计总结硬件电路结构设计，分别使用了DHT11温湿度传感器，光照传感器，YL-69土壤湿度传感器，按键电路，蜂鸣器电路，通过模块的组合来实现对大棚环境的监测。首先使用温湿度传感器对大棚内温度和湿度进行整体监测，同时使用光照传感器监测当前大棚内部的整体光照情况是否合格达到标准，使用扎根于土壤中的YL-69土壤湿度传感器模块监测土壤中水分含量是否合格达到标准，传送数据值单片机，基于微信的蔬菜温室大棚环境监测系统设计孙红强，陈嘉旭，曹宇轩，张鑫（西京学院，陕西西安，710123）摘要 本文以STC89C52单片机为主控制器，应用温湿度传感器、土壤传感器、光照强度传感器以及Wifi模块等外围设备。通过传感器测量温室大棚中的室内环境参数，并与预设值进行比较，实时监测温室大棚中的各个环境参数。若当前值与预设值比较，当前值没有在预设值的范围内，则蜂鸣器报警，LED灯闪烁，并且外围设备自动打开，进行相应的工作。同时网络平台监测环境参数，当环境参数发生变换的时候，可实现网络平台对于外围设备的启停工作；最后，通过硬件设计和软件编程，实现了基于微信平台的温室大棚监测系统设计，达到预期效果。关键词 STC89C52单片机；温湿度监测；光照强度监测；土壤监测；网络平台Design of Vegetable Greenhouse Environment Monitoring System Based on WeChatSun Hongqiang，Chen Jiaxu，Cao Yuxuan，Zhang XinXjjing University,Xi’an Shaanxi,710123AbstractThis design is based on the intelligent monitoring system of greenhouse based on single-chip computer. The main controller is STC89C52 single-chip computer. It is composed of temperature and humidity sensor, soil sensor, light intensity sensor and Wifi module. the indoor environmental parameters of greenhouse are measured by the sensors and compared with the preset values. If the system works normally in the range, the environmental parameters of greenhouse are monitored in real time. If the current value is not in the range of the preset value compared with the preset value, buzzer alarms, LED lights flashing, and peripheral devices automatically open to do the corresponding work. At the same time, the network plat monitors the environmental parameters. When the environmental parameters change, the network plat can start and stop the peripheral equipment. Finally, through hardware design and software programming, the intelligent monitoring system design of greenhouse is realized, and the expected effect is achieved.KeywordsSTC89C52 MCU; Temperature and Humidity Monitoring; Illumination Intensity Monitoring; Soil Monitoring; Network PlatDOI10.16520/ki.1000-8519.2020.03.032网络信息工程2020.0375通过LCD显示设备，实时显示出当前温度数值，实时显示出当前湿度数值，可以通过相应按键调整适合于农作物的适当上下阈值，在单片机内部与预设值进行数据比对，倘若发生数值超过限定范围就发生蜂鸣器报警以及LED灯报警。图1 系统总体设计框图通过以上硬件模块的搭配与组合构建出了一套温室大棚检测系统的硬件电路部分，其搭配合理结构完善，为软件设计提供了完备的硬件基础。2.2 系统程序设计温室大棚智能监测系统的软件设计部分是主要由单片机发出指令对温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照传感器模块进行操作命令，使其正常运行，同时温湿度传感器模块对温室大棚内的温度和湿度进行监测，将监测到的温度和湿度参数数据传输至单片机和预设值进行比对校验，当监测到的数值不在预设值范围内时，触发蜂鸣器报警方式，并将数值实时显示在显示屏上。3 调试网络平台主要设计实现了应用微信平台实现网络平台调试，以便于农户可以不用去温室大棚查看环境参数值，便可以轻松的通过手机查看环境参数的变化值，并通过手机进行外围设备的启停工作。调试过程首先，打开微信公众号，显示出当前的实时温度湿度数值和继电器吸合状态，微信公众号显示实时数值如图2所示；其次，当环境参数发生变化的时候，网络平台可以进行报警，报警界面如图3所示；最后，可以应用网络平台进行外围设备的启停控制，已达到温室大棚需求的环境参数值。4 总结整个系统设计是将单片机作为核心控制器，在智能温室内部采用温湿度传感器测量温度和湿度，采用光照监测传感器测量光照值，采用土壤湿度传感器监测土壤中的水分含量，将实时数据与设定的相应上下阈值进行对比，当超出设定范围时，触发蜂鸣器报警系统。图2 微信公众号显示实时数值图3 报警界面显示图参考文献[1]韩力英,杨宜菩,王杨,唐红梅,牛新环. 基于单片机的温室大棚智能监控系统设计[J]. 中国农机化学报, 2016, 3701 65-6872.[2] 孙浩文 . 基于单片机的温室温湿度采集系统设计 [J]. 自动化与仪器仪表 , 201703 198-200.[3] 谭峰 , 薛龄季轩 , 姜珊 , 李冬 , 冷小梅 . 基于云平台的棚室环境远程监控系统 [J]. 牡丹江师范学院学报 自然科学版 , 201702 6-10.[4]陈炜明,李水峰,林颖意,魏梁,邝文腾.基于无线通信的温室大棚数据采集系统设计[J]. 电子设计工程, 2017, 2512 72-76.[5]唐志国,文昊,苏中南,段纪鲁,康冰.基于单片机和组态王的智能温室大棚集散控制 [J]. 吉林大学学报 信息科学版 , 2017, 3505 513-518.参考文献[1] 王哲 . 数据挖掘技术在高校图书馆个性化服务中的应用研究 [D]. 重庆大学 , 2012.[2] 王梦菊 . 存储网络技术浅析 [J]. 计算机光盘软件与应用 , 201208 63-69.[3] 程祖桥 . 基于 Camera Link 总线的多 CCD 数据采集与存储技术研究 [D]. 昆明理工大学 , 2012.[4] 陈冬冬 .IP SAN 网络存储技术在轨道交通视频监控系统中的应用研究 [D]. 安徽工业大学 , 2011.[5] 白勇 , 罗文娟 . 论数据挖掘在高校图书馆用户管理中的应用 [J]. 电子制作 , 201422 60.（上接 第 73 页）