单片机在温室大棚里的实验与设计

2019-10-21葛正亚唐普胜孟浩雷俞婷

西部论丛 2019年29期

关键词：报警

葛正亚　唐普胜　孟浩雷　俞婷

摘要：我国是农业大国，农村人口多，农产品类别也丰富，基于这个前提下，合理的采集作物生长数据，用来提高产量显得尤为重要。因此，在这个前提下我们使用STM32作为主控，使用温湿度传感器进行数据采集，主控处理数据，如果数据异常，则进行报警，然后通过无线模块NRF把数据传输到接收器上显示出来，方便农户判断，我们还使用sx1278模块把数据传输到电脑上。

关键词：STM32;NRF; sx1278;报警

中国目前有七亿人从事农业生产，但是农业生产方式落后，大部分地区还依靠农民经验。因此我们推出了这款基于LORA的物联网温室大棚系统，本系统使用温湿度传感器进行数据采集，通过主控芯片STM32进行数据判断，通过NRF24L01进行数据无线传输，我们把采集到的数据发送到农户的接收设备上，如果数据异常还会报警提示。

1 系统总体设计

本设计的基本原理是利用多传感器实现周围环境进行采集，并利用特殊的智能化算法去实现各种情况的综合判断，然后通过无线模块进行数据传输提醒农户。

本设计以STM32单片机最小系统为基础，由 DHT11 模块、蜂鸣器模块、SX1278模块、NRF24L01模块、按键模块、显示模块、电源 8部分组成。单片机是整个系统的核心部分。DHT11采集到信息;主控判断信息是否异常;数据异常报警模块进行报警提示，NRF24L01模块把采集到的信息进行无线传输，同时通过显示屏把数据显示出来;最后我们为了符合时代发展，我们特地加了sx1278模块，利用物联网协议LORA把数据传输到电脑上面显示。

1.1主控单元

电路主控采用了STM32F407ZGT6作为中央控制芯片。在此硬件控制电路的设计中，采用了外部8MHz晶振作为单片机的时钟输入源通过内部PLL（锁相环）将时钟倍频至168MHz作为单片机系统时钟。采用SWD模式进行程序的调试与下载。整个单片机最小系统采用3.3V供电。该ARM主频高，功耗小，价格低，满足设计要求。

1.2温湿度采集

为了采集温湿度信息，我们使用DHT11温湿度模块进行温湿度探测。该模块采用单总线方式进行数据读取，只需要控制一个接口; 传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。

1.3无线模块

采用NRF24L01模块作进行无线传输，该模块属于半双工模块。使用SPI协议进行通信，该协议数据支持最大10M传输速度相比与普通的IIC协议速度更快，而且该模块工作电压低，功耗也很低，我们通过此模块把数据发送到单片机进行数据处理。

1.4显示模块

显示模块我们采用oled模块进行显示，该模块可使用IIC或者SPI进行显示数据，该模块具有接口少，而且oled无蓝光不伤眼，面板灵活轻薄可弯曲。

1.5执行单元

我们得到了環境信息，假如湿度过高，通过单片机处理后，发送信号通过NRF进行数据传输，提示农户湿度过高，农户可以根据提示信息进行合理规划，而且，如果系统判断数据异常还会通过声音报警进行提示。

1.6电源模块

电池采用锂离子电池作为电源，并设计出可充电接口和电源变换电路，以此来完成充电与其他模块的供电功能。

2 结论

该系统利用多传感器对周围环境进行检测发送到主控上进行处理计算，通过无线发送给农户观察，具备高度的智能性和灵敏性，实用性很高。