葛正亞　唐普勝　孟浩雷　俞婷

摘 要：我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口多，農(nóng)產(chǎn)品類別也豐富，基于這個(gè)前提下，合理的采集作物生長數(shù)據(jù)，用來提高產(chǎn)量顯得尤為重要。因此，在這個(gè)前提下我們使用STM32作為主控，使用溫濕度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，主控處理數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)異常，則進(jìn)行報(bào)警，然后通過無線模塊NRF把數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮掌魃巷@示出來，方便農(nóng)戶判斷，我們還使用sx1278模塊把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上。

關(guān)鍵詞：STM32;NRF; sx1278;報(bào)警

中國目前有七億人從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式落后，大部分地區(qū)還依靠農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)。因此我們推出了這款基于LORA的物聯(lián)網(wǎng)溫室大棚系統(tǒng)，本系統(tǒng)使用溫濕度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過主控芯片STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)判斷，通過NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)無線傳輸，我們把采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到農(nóng)戶的接收設(shè)備上，如果數(shù)據(jù)異常還會(huì)報(bào)警提示。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的基本原理是利用多傳感器實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境進(jìn)行采集，并利用特殊的智能化算法去實(shí)現(xiàn)各種情況的綜合判斷，然后通過無線模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸提醒農(nóng)戶。

本設(shè)計(jì)以STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)，由 DHT11 模塊、蜂鳴器模塊、SX1278模塊、NRF24L01模塊、按鍵模塊、顯示模塊、電源 8部分組成。單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。DHT11采集到信息;主控判斷信息是否異常;數(shù)據(jù)異常報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警提示，NRF24L01模塊把采集到的信息進(jìn)行無線傳輸，同時(shí)通過顯示屏把數(shù)據(jù)顯示出來;最后我們?yōu)榱朔蠒r(shí)代發(fā)展，我們特地加了sx1278模塊，利用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議LORA把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上面顯示。

1.1主控單元

電路主控采用了STM32F407ZGT6作為中央控制芯片。在此硬件控制電路的設(shè)計(jì)中，采用了外部8MHz晶振作為單片機(jī)的時(shí)鐘輸入源通過內(nèi)部PLL（鎖相環(huán)）將時(shí)鐘倍頻至168MHz作為單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘。采用SWD模式進(jìn)行程序的調(diào)試與下載。整個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)采用3.3V供電。該ARM主頻高，功耗小，價(jià)格低，滿足設(shè)計(jì)要求。

1.2溫濕度采集

為了采集溫濕度信息，我們使用DHT11溫濕度模塊進(jìn)行溫濕度探測。該模塊采用單總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，只需要控制一個(gè)接口; 傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。

1.3無線模塊

采用NRF24L01模塊作進(jìn)行無線傳輸，該模塊屬于半雙工模塊。使用SPI協(xié)議進(jìn)行通信，該協(xié)議數(shù)據(jù)支持最大10M傳輸速度相比與普通的IIC協(xié)議速度更快，而且該模塊工作電壓低，功耗也很低，我們通過此模塊把數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.4顯示模塊

顯示模塊我們采用oled模塊進(jìn)行顯示，該模塊可使用IIC或者SPI進(jìn)行顯示數(shù)據(jù)，該模塊具有接口少，而且oled無藍(lán)光不傷眼，面板靈活輕薄可彎曲。

1.5執(zhí)行單元

我們得到了環(huán)境信息，假如濕度過高，通過單片機(jī)處理后，發(fā)送信號(hào)通過NRF進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提示農(nóng)戶濕度過高，農(nóng)戶可以根據(jù)提示信息進(jìn)行合理規(guī)劃，而且，如果系統(tǒng)判斷數(shù)據(jù)異常還會(huì)通過聲音報(bào)警進(jìn)行提示。

1.6電源模塊

電池采用鋰離子電池作為電源，并設(shè)計(jì)出可充電接口和電源變換電路，以此來完成充電與其他模塊的供電功能。

2 結(jié)論

該系統(tǒng)利用多傳感器對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行檢測發(fā)送到主控上進(jìn)行處理計(jì)算，通過無線發(fā)送給農(nóng)戶觀察，具備高度的智能性和靈敏性，實(shí)用性很高。

參考文獻(xiàn)

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項(xiàng)目編號(hào)：201910379024