沙漠植物种植监控系统

高晓立等

摘要：本设计研究目的在于通过对沙漠植物的远程监控，采集当前沙漠植物生长环境因子的相关数据，为了改善植物因缺少水分而死亡的状况，同时，对荒漠化危害的缓解和治理也很的积极意义。

关键词：远程监控；单片机；温湿度

Abstract：The purpose of this design research is through the monitoring of desert plants， the current desert plant growth environment factors related data， improve the plant died for lack of water， at the same time， the desertification hazard mitigation and management is also very positive meaning.

Key words：Remote monitoring MCU Temperature and Humidity

引言

温湿度是工业、林业、农业生产中常见的最基本参数，在生产过程中常常需要对生产设备和土壤环境的温湿度进行检测和监控。对沙漠植物温湿度控制系统使用单片机STM32F103RBT6[1]作为核心控制，采用SI446X无线射频通信模块进行数据传输，实现远程现场设备的状态监测与调控。

1.结构系统

系统总体框图

系统核心处理器由ST公司生产的STM32F103RBT6单片机组成，沙漠土壤参数温度、湿度的采集由数字采集传感器完成，数据经由I/O接口单元传输到单片机中，单片机中的运算器、控制器将实时参数与系统闽值比较，处理和存储相关数据，然后单片机将处理的数据通过无线射频模块传送给上位机，完成对沙漠植物生长土壤环境中温、湿度的监测，然后上位机将处理后的各种控制结果返回到单片机，单片机通过I/O接口和RS-232传送控制结果到执行机构上的电机、继电器以及电磁阀等实现对沙漠土壤湿度的调节。

2.硬件设计

本研究是通过温湿度传感器STH11[2]采集信息传给单片机STM32F103RBT6，单片机处理完信息通过无线射频通信模块SI446X[3]进行数据传输，传输给上位机，实现远程监控温湿度。硬件系统主要包括与计算机串口通信的接口电路、传感器采集电路、无线通信电路、电源电路、微控制器、电平转换电路及报警电路等。

3.软件设计

根据硬件系统的模块化设计，软件总件要求主次分明，目标明确，具有模块化的结构。软件系统包括主程序模块设计、显示模块子程序设计、通信模块子程序设计、采集模块子程序设计、看门狗子程序设计等。上位机软件主要完成温湿度数据的处理、控制、传输和通信参数设置，利用专用的Iocomp ActiveX 402SP1控件，便捷高效地实现上位机串行口与单片机及其它设备的轻松连接。上位机与单片机之间的串行通信主要实现下位机的温湿度数据的采集、控制和传输。下位机程序用C语言或汇编编写，烧录在STM32F103RBT6单片机中。最后结合所有模块实现整体软件功能。

4.结论与展望

本系统性能良好，成本低，是一种远程实时控制温湿度的新尝试，只要适当更新前端传感器，不仅可以监控温湿度，还可以监控库房，智宇楼等建筑的其他方面。尽管该系统在实验室测试己经确实可行，系统具有可靠数据传输和较强的抗干扰能力。但是，设计系统功能完成的还不够完善，还有较大的提高空间，比如，下位机不能脱机工作，软件平台和软件开发系统略微简单，在一些模块可以添加视化设计等。希望能在将来得到不断改进，并尽量使其转化产品，使其成为实际的生产力。

指导老师郭华

内蒙古大学鄂尔多斯学院创业基金项目

参考文献：

[1]马潮，AVR单片机嵌入式系統原理与应用实践，第二版，北京，北京航空航天大学出版社2012.6

[2]王俊杰.传感器与检测技术「M].北京：清华大学出版社.2011.04

[3]刘彦文.嵌入式系统原理及接口技术[M].北京：清华大学出版社.2011.03.