多环境参数蔬菜大棚控制系统设计

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翻新时间：2023-01-12

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多环境参数蔬菜大棚控制系统设计

摘要：为改善目前蔬菜大棚控制系统中监控参数少及较难远程控制等情况，设计了一个更加完善的系统。结果表明，该系统人机交互界面良好、操作简单方便、自动化程度较高，有利于蔬菜大棚的智能化和统一化管理，具有很好的应用前景。

关键词：蔬菜大棚;多环境参数;智能;应用前景

Designing Control System for Vegetable Greenhouse Based On

Multiple Environmental Parameters

2. Hubei Academy of Agricultural Sciences， Wuhan 430064， China）

Abstract： In order to improve the case that the monitoring parameters are not enough and the control system of remotely controlling the vegetable greenhouse， a more perfect system was designed. The results showed that the system was a good man-machine interface with simple and convenient operation， high degree of automation， conduciving to intelligent vegetable greenhouses and unified management. It will have good prospects for popularization.

Key words： vegetable greenhouse; multiple environmental parameters; intelligent; prospects

目前，保温大棚技术种植蔬菜在我国已经广泛应用，尤其是在我国北方地区。但是现在还有不少种植户沿用人工值守的办法管理蔬菜大棚，或者使用的蔬菜大棚控制系统不太完善，不仅浪费了大量人力、物力，而且对大棚各项参数的监控也并不理想，并因此可能造成蔬菜的减产[1]。因此，本研究设计了一个更加完善的智能控制系统，以保证蔬菜良好的生长环境。

1 系统结构

2 系统硬件设计

2.1 上位机系统

上位机利用PC及自带的RS-232标准串行接口，通过RS-232/485转换即可组成RS-485总线与下位机STM32连接，构成一个农业综合数据监控网络[3]。RS-485总线最大优点在于其多点总线互相连接功能，可以连接一台主机和多台终端同时通信。本系统通讯协议用于大棚控制系统主板与PC机通讯、主板与传感器采集节点通讯。该协议适用RS-485通讯，并参照大棚控制原有协议和Modbus协议，结合实际情况修改而来，采用主从结构，主机设备发送一个信息，从机设备返回一个相应的信息。

2.2 下位机系统

下位机系统结构见图2，其主要功能如下所示。

2）RAM扩展。由于系统对多区域多大棚控制，数据量较大，因此外扩6264 RAM芯片来存放程序变量和数据。

3）信号采集。大棚内设置多个温湿度、光照度和CO2等传感器，实时采集数据，并将采集到的数据信号转化为0～5 V信号经ADC0809转换进行处理。

5）显示器电路。各大棚采用LED显示实时温湿度、CO2浓度等传感器参数。

3 系统软件设计

3.1 上位机软件设计

上位机软件主程序框图见图3，其主要功能模块如下所示。

1）参数配置模块。即后台采集配置模块，配置系统所需参数，包括大棚区域、大棚号、数据库配置、短信报警配置、通讯端口配置以及传感器参数配置。大棚区域用于划分大棚所在区域;大棚号为区域内每个大棚编号;数据库配置用于保存连接数据库所用的信息;短信报警配置用于保存报警所需的信息，如电话号码和发送信息的端口等;通讯端口配置用于保存与各个大棚通讯采集数据所需的端口信息;传感器参数配置则用于保存采集数据所需的传感器信息，如温湿度、光照度等。