引言

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)需要消耗大量的勞動力，生產(chǎn)效率低，急需要向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。溫室技術(shù)作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要代表將作物的生長從自然環(huán)境獨立出來，形成一個可以進行人工控制的半封閉系統(tǒng)。我國從20世紀(jì)90年代開始向溫室技術(shù)發(fā)達的荷蘭、美國等國學(xué)習(xí)，但是由于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件與國外情況不同，不能直接照搬國外的模式，而需要研發(fā)適合我國各地區(qū)生產(chǎn)條件的溫室控制系統(tǒng)。

針對上述情況設(shè)計了一套溫室的遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)。由于在各個環(huán)境因素中，空氣溫濕度對作物的生長具有較大的影響，所以系統(tǒng)選擇對溫室內(nèi)空氣溫濕度進行監(jiān)測和控制。傳統(tǒng)的51系列單片機控制系統(tǒng)運算能力以及功能擴展能力差，PLC控制系統(tǒng)成本太高，所以選擇了外設(shè)豐富、擴展性強以及成本較低的STM32單片機作為溫室內(nèi)的控制器。

1、系統(tǒng)總體設(shè)計

文中開發(fā)了一套基于STM32的溫室遠程監(jiān)測和控制系統(tǒng)。通過利用STM32單片機作為溫室內(nèi)的控制器以及MFC編寫的遠程控制軟件可以實現(xiàn)對溫室內(nèi)溫濕度遠程監(jiān)測和控制。在STM32控制器設(shè)計中加入ENC28J60模塊，使控制器可以接入網(wǎng)絡(luò)，同時在STM32的程序設(shè)計中移植LwIP協(xié)議，使控制器可以通過TCP/IP協(xié)議與遠程控制軟件進行數(shù)據(jù)通信。

STM32控制器直接控制DHT11傳感器和繼電器模塊，DHT11負(fù)責(zé)測量溫室內(nèi)溫濕度，繼電器模塊負(fù)責(zé)控制溫室內(nèi)的加熱系統(tǒng)和濕簾系統(tǒng)，改變溫室內(nèi)的溫濕度。在VC6．0平臺下利用MFC設(shè)計了簡單易用的遠程控制界面，可以遠程監(jiān)測溫室內(nèi)的溫濕度，并對溫室內(nèi)設(shè)備進行控制，將控制過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)整體框架如圖1所示。

圖1系統(tǒng)整體框圖

2、系統(tǒng)硬件設(shè)計

2．1、核心處理器的選擇

STM32具有豐富的外圍設(shè)備，內(nèi)置64K的靜態(tài)ＲAM和512K字節(jié)的閃存存儲器，多達112個GPIO端口，可以按要求配置成輸入或輸出各四種模式，共有7路通用DMA，負(fù)責(zé)存儲器之間以及存儲器和外設(shè)之間的直接數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)嵌3個12位的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，1條I2C總線連接控制器和外圍設(shè)備，2條SPI總線，負(fù)責(zé)一個主設(shè)備和多個從設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)交換，可以外接以太網(wǎng)接口，3個USAＲT串口，1個SDIO接口進行存儲器擴展以及1個JTAG接口可以用于連接計算機進行程序調(diào)試。