基于物联网技术的温室大棚控制系统设计

基于物联网技术的温室大棚控制系统设计内容摘要：

ND3U12SH300DH(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U1AT89S52VCCGNDGNDVCC 图 SH300DH 二氧化碳传感器连接电路 显示电路 模块 本设计采用 LCD1602 作为输出器件，其特点如下： (1)显示质量高：由于 LCD 每一个点在收到信息后就一直保持那中色彩和亮度， 恒定发光，不需要不断的刷新亮点，因此画质高且不会闪烁。 (2)数字式接口，与单片机系统的接口简单，操作更方便。 (3)体积小，质量轻。 (4)功耗低，耗电量比其他显示器件小得多。 电路原理图 如图 所示。 德州学院 物理系 2020 届 电子信息科学与技术专业 毕业设计 10 VSS1VDD2VD(VL)3RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A+15K16U121602(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U2AT89S521KR51KR6+5GND+5GNDVCCGND 图 LCD1602 显示 电路图 报警电路 模块 本系统专门设计 了报警电路模块，由晶体管和蜂鸣器组成。 由单片机 I/O 口输出信号控制晶体管的导通或截止，晶体管导通，则蜂鸣器报警。 当某个监控参数长时间 (具体时间由程序设定 )超出其合理的上下限范围时，报警系统启动。 它与单片机的连接电路如图 所示。 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U2AT89S52LS1BellQ12N39041KR61KR5GNDVCCGNDVCC 图 报警 电路 德州学院 物理系 2020 届 电子信息科学与技术专业 毕业设计 11 通信电路 模块 本系统的通信电路模块分为主机与从机之间的无线通信和单片机与上位机之间的串口通信。 主机与从机之间的无线通信 主要是 主机把 采集到的空气温湿度、土壤湿度、二氧化碳浓度以及光强照度的 数据 通过一对配置的 nRF905 无线收发模块 发送到从机 ， 从机接 收数据并 控制加热系统、通风系统、滴灌系统、补光系统以及报警子系统的运行。 nRF905 是挪威 Nordic 公司推出的单片射频发射器芯片，工作电压为 ~， 32 引脚 QFN 封装（ 5mm 5mm），工作于 433/868/915MHz3 个 ISM频道。 nRF905 可以自动完成处理字头和 CR (循环冗余码校验 )的工作，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码 /解码，使用 SPI 接口与微控制器通信，配置非常方便，其功耗非常低，以 10dBm 的输出功率发射时电流只有 11mA，在接收模式时电流为 [10]。 单片机 由 I/O 端口控制 nRF905 模块的状态接口、模式接口和 SPI 接口。 nRF905 详细结构图如图 所示。 nRF905 结构图 主机与从机之间的通信通过无线收发模块实现。 以 AT89S52 单片机为微控制器，与设计好的 nRF905 无线收发模块相连接，具备数据发送和数据接收的功能。 连接电路由一对配置 nRF905 模块构成，其中一端作为发送端，另一端作为德州学院 物理系 2020 届 电子信息科学与技术专业 毕业设计 12 接收端。 主机与从机之间无线通信连接电路图见附录 1。 本系统的单片机与上位机之间的串口通讯采用符合 RS485 电气标准的MAX485 芯片。 RS485 标准的特点：采用差动发送 /接收，共模抑制比高，抗干扰能力强；传输速率高，它允许的最大传输速率可达 10Mb/s(传送 15m)；传送距离远，采用双绞线，在不用 MODEM 的情况下，当以 100kb/s 的传输速率时，可传送的距离为 ； 能实现多点对多点的通信， RS485 允许平衡电缆上连接32 个发送器 /接收器对。 它非常适合温室大棚规模扩大时的测控系统的扩展。 单片机和上位机之间的通信必须用 RS232/RS485 转换器 EM485B 将电平进行转换。 MAX485 与单片机连接电路，如图 所示。 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U2AT89S52R01RE2DE3DI4VCC5B6A7GND8U3MAX485A1B2VOUT3U4EM485B上位机+5GND1KR3GNDVCC 图 单 片机与上位机 通信电路图 控制电路 模块 本设计的控制电路模块选用继电器作为控制系统的开关。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 如图 所示，从机从主机接受指令控制继电器的开关，从而使各类执行器件起到对温室德州学院 物理系 2020 届 电子信息科学与技术专业 毕业设计 13 环境调节的作用。 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(。