基于ESP32的多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系統(tǒng)設計_余恩.pdf

現(xiàn) 代 電 子 技 術 Modern Electronic Technique 2025 年 9 月 1 日 第 48 卷 第 17 期 Sep 2025 Vol 48 No 17 0 引 言 隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展 特別是在溫室農(nóng)業(yè)領 域 傳統(tǒng)的環(huán)境控制方法因依賴繁重的人工操作而顯 得效率低下且成本高昂 1 2 物聯(lián)網(wǎng) IoT 技術的興起為 解決這些問題提供了新的途徑 通過智能化和自動化 技術 能夠實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)關鍵環(huán)境參數(shù) 從而提高生 產(chǎn)精度和持續(xù)性 3 6 國際上已有研究展示自動化控制 系統(tǒng)的初步成果 7 8 國內(nèi)則多集中于改善單一傳感器的 應 用 或 部 分 自 動 化 設 備 面 臨 高 功 耗 和 數(shù) 據(jù) 傳 輸 問 題 9 11 針對此 本文設計了一種基于 ESP32 微控制器 和 FreeRTOS 操作系統(tǒng)的多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系 統(tǒng) 12 該系統(tǒng)通過集成設計和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸技術 不 僅提高了響應速度 還提升了環(huán)境監(jiān)測和調(diào)節(jié)的精度 展示了低功耗與高效能的優(yōu)勢 本文的主要創(chuàng)新點如下 1 集成系統(tǒng)架構設計 采用基于 ESP32 的控制系 統(tǒng) 結合多線程技術和 MQTT 協(xié)議 實現(xiàn)溫室內(nèi)多種環(huán) 境參數(shù)的實時監(jiān)控與控制 13 基 于 ESP32 的 多 節(jié) 點 分 布 式 溫 室 環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng) 設 計 余 恩 1 李 永 可 1 2 3 周 文 藝 1 王 磊 1 2 3 1 新疆農(nóng)業(yè)大學 計算機與信息工程學院 新疆 烏魯木齊 830052 2 新疆農(nóng)業(yè)大學 智能農(nóng)業(yè)教育部工程研究中心 新疆 烏魯木齊 830052 3 新疆農(nóng)業(yè)大學 新疆農(nóng)業(yè)信息化工程技術研究中心 新疆 烏魯木齊 830052 摘 要 文 中 研 究 開 發(fā) 了 一 套 基 于 ESP32 的 多 節(jié) 點 分 布 式 溫 室 環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng) 該 系 統(tǒng) 利 用 FreeRTOS 實 時 操 作 系 統(tǒng) 及 多 線 程 技 術 有 效 監(jiān) 控 和 調(diào) 節(jié) 溫 濕 度 光 照 強 度 及 CO 2 濃 度 等 關 鍵 環(huán) 境 參 數(shù) 借 助 RS 485 總 線 和 MQTT 協(xié) 議 確 保 了 數(shù) 據(jù) 在 復 雜 溫 室 環(huán) 境 下 的 高 穩(wěn) 定 性 傳 輸 實 驗 數(shù) 據(jù) 顯 示 成 功 率 高 達 99 96 相 較 于 傳 統(tǒng) 控 制 方 法 文 中 系 統(tǒng) 不 僅 提 升 了 控 制 精 度 還 顯 著 降 低 了 能 耗 證 實 了 其 在 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 的 高 效 性 和 廣 泛 適 用 性 關 鍵 詞 ESP32 多 節(jié) 點 分 布 式 智 能 溫 室 FreeRTOS MQTT 物 聯(lián) 網(wǎng) 中 圖 分 類 號 TN919 34 TP273 1 S625 3 文 獻 標 識 碼 A 文 章 編 號 1004 373X 2025 17 0153 07 Design of multi node distributed greenhouse environment control system based on ESP32 YU En 1 LI Yongke 1 2 3 ZHOU Wenyi 1 WANG Lei 1 2 3 1 College of Computer and Information Engineering Xinjiang Agricultural University Urumqi 830052 China 2 Intelligent Agriculture Engineering Research Center of Ministry of Education Xinjiang Agricultural University Urumqi 830052 China 3 Xinjiang Agricultural Informatization Engineering Technology Research Center Xinjiang Agricultural University Urumqi 830052 China Abstract A multi node distributed greenhouse environmental control system based on ESP32 is developed in this study By employing the FreeRTOS real time operating system and multi threading technology the system monitors and adjusts key environmental parameters such us temperature and humidity illumination intensity and CO 2 concentration effectively By utilizing the bus RS 485 and the MQTT protocol the system ensures high stability data transmission in complex greenhouse environments and the experimental data shows that the success rate is as high as 99 96 In comparison with the traditional control methods the proposed system not only improves control accuracy but also reduces energy consumption significantly which demonstrates its high efficiency and wide applicability in modern agricultural production Keywords ESP32 multi node distribution smart greenhouse FreeRTOS MQTT Internet of Things DOI 10 16652 j issn 1004 373x 2025 17 023 引用格式 余恩 李永可 周文藝 等 基于 ESP32 的多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系統(tǒng)設計 J 現(xiàn)代電子技術 2025 48 17 153 159 收 稿 日 期 2024 09 27 修 回 日 期 2024 11 29 基 金 項 目 中央引導地方科技發(fā)展項目 沙漠小麥水肥一體化精準控制關機技術應用推廣 153 153現(xiàn) 代 電 子 技 術 2025 年 第 48 卷 2 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與高效性 通過 RS 485 總線 結合 MQTT 協(xié)議 14 有效克服了傳統(tǒng)無線通信在溫室環(huán) 境中的干擾問題 確保了數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和可靠傳輸 3 系統(tǒng)驗證與實際應用 系統(tǒng)在新疆昌吉華興農(nóng) 場的溫室中進行了現(xiàn)場測試 實驗證明了系統(tǒng)在復雜環(huán) 境中的高效運行和穩(wěn)定性 驗證了其在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 的應用潛力與推廣價值 本文旨在為現(xiàn)代溫室農(nóng)業(yè)提供一套集成化 智能化 的控制解決方案 以提升生產(chǎn)效率 降低人工成本 并確 保作物生長的高質(zhì)量和產(chǎn)量 推動農(nóng)業(yè)向智能化和可持 續(xù)發(fā)展 1 系 統(tǒng) 設 計 本節(jié)詳細介紹基于 ESP32 的多節(jié)點分布式溫室環(huán) 境控制系統(tǒng)的設計 包括系統(tǒng)的總體架構 硬件設計 傳 感器集成與數(shù)據(jù)采集模塊設計以及系統(tǒng)的軟件架構與 功能實現(xiàn) 1 1 系 統(tǒng) 總 體 架 構 多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系統(tǒng)采用模塊化設計 主要分為上位機 云端管理平臺 和下位機 采集與控制 模塊 兩部分 15 上位機負責集中處理和管理所有來自 下位機的環(huán)境數(shù)據(jù) 并將相應的控制指令發(fā)送到下位機 執(zhí)行 下位機則直接與傳感器和執(zhí)行設備 卷簾機 風 扇 濕簾 灌溉系統(tǒng)等 連接 實時采集環(huán)境參數(shù)并根據(jù) 預設條件對各設備進行自動化控制 在數(shù)據(jù)傳輸方面 系統(tǒng)采用 RS 485 總線與 MQTT 協(xié) 議的組合方式 確保數(shù)據(jù)在復雜溫室環(huán)境下的穩(wěn)定傳 輸 各模塊通過 WiFi 連接到上位機 實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采 集與控制 整個系統(tǒng)架構如圖 1 所示 展現(xiàn)了傳感器模 塊 控制模塊與云端平臺之間的通信流程 圖 1 系 統(tǒng) 總 體 架 構 1 2 硬 件 設 計 硬件部分主要由以下幾個模塊組成 MCU 最小系 統(tǒng)模塊 電源管理電路 RS 485 通信電路 繼電器控制 電路及各類傳感器模塊 各模塊之間通過標準化接口 連接 以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和擴展性 16 硬件設計架 構如圖 2 所示 圖 2 硬 件 設 計 架 構 1 2 1 MCU 最 小 系 統(tǒng) ESP32 作為系統(tǒng)的核心控制器 具有高性能 低功 耗的特點 能夠集成 WiFi 和藍牙功能 適用于物聯(lián)網(wǎng) 環(huán) 境中的數(shù)據(jù)采集與控制 MCU 最小系統(tǒng)由 ESP32 WROOM 32UE 模組 下載調(diào)試電路 復位與啟動電路組 成 其中 ESP32 WROOM 32UE 模組通過 USB 接口實 現(xiàn)程序的自動下載 并集成了抗干擾的消抖電路以提高 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 MCU 最小系統(tǒng)電路 17 如圖 3 所示 1 2 2 電 源 管 理 電 路 系統(tǒng)采用了 MP1584EN LF Z 芯片作為主要的降壓 電源管理模塊 該芯片能夠將 12 28 V 的輸入電壓穩(wěn) 定轉換為 5 V 輸出 以供給 ESP32 和其他外部電路 為 了確保電源的穩(wěn)定性 電路設計中加入了多級濾波電 路 極 大 降 低 了 紋 波 和 噪 聲 此 外 系 統(tǒng) 還 采 用 AMS1117 3 3 穩(wěn)壓電路 將 5 V 電壓降至 3 3 V 供傳感 器和其他低功耗設備使用 電源管理電路如圖 4 所示 鋰電池充放電電路采用 TP4056 芯片 確保鋰電池 的高效充電與放電 同時提供過充 過放和溫度保護功 能 確保系統(tǒng)在極端環(huán)境下的安全運行 充放電電路如 圖 5 所示 1 2 3 RS 485 通 信 電 路 為了保證各類傳感器與控制模塊的數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定 性 系統(tǒng)采用了 RS 485 總線進行通信 RS 485 通信電 路基于 MAX1487EESA T 芯片設計 具備過流保護和抗 靜電功能 能夠在長距離和復雜電磁環(huán)境中維持穩(wěn)定的 數(shù)據(jù)傳輸 通過 RS 485 與 ModBus 協(xié)議的結合 系統(tǒng)能 夠支持多個傳感器模塊的并行連接 實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效采 集與傳輸 RS 485 通信電路如圖 6 所示 154第 17 期 1 2 4 繼 電 器 控 制 電 路 系統(tǒng)的執(zhí)行設備 如卷簾機 風扇 濕簾等 通過繼 電器進行控制 每個執(zhí)行設備對應一個繼電器控制模 塊 控制模塊由光耦隔離電路 三極管驅動電路和繼電 器組成 光 耦 提 供 信 號 隔 離 確 保 控 制 信 號 的 穩(wěn) 定 傳 輸 三極管驅動繼電器線圈 完成對設備的控制 繼電器控 制電路如圖 7 所示 圖 3 MCU 最 小 系 統(tǒng) 電 路 圖 4 電 源 管 理 電 路 余 恩 等 基 于 ESP32 的 多 節(jié) 點 分 布 式 溫 室 環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng) 設 計 155現(xiàn) 代 電 子 技 術 2025 年 第 48 卷 圖 6 RS 485 通 信 電 路 圖 5 充 放 電 電 路 1 3 傳 感 器 選 型 環(huán)境數(shù)據(jù)的采集是多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系 統(tǒng)的核心功能之一 系統(tǒng)集成了多個高精度傳感器 用 于監(jiān)測溫濕度 光照強度 CO 2 濃度等環(huán)境參數(shù) 1 空 氣 溫 濕 度 傳 感 器 空 氣 溫 濕 度 傳 感 器 選 用 YDTH 06 型傳感器 具有高精度和寬量程的特點 該傳 感器基于 RS 485 接口輸出數(shù)字信號 能夠實時監(jiān)測溫室 內(nèi)空氣的溫度和濕度 測量范圍為溫度 20 70 濕度 0 80 RH 能夠滿足不同氣候條件下的應用需求 2 土壤溫濕度傳感器 HSTL 102STRWS 型土壤溫 濕度傳感器能夠精確反映土壤的體積含水量和溫度情況 該傳感器采用頻域反射技術 能夠在不同土壤環(huán)境下提供 精準的水分測量 確保植物在最佳的土壤環(huán)境下生長 3 光照傳感器 HSTL GZD 系列光照強度傳感器能 夠在不同光照條件下提供精確的光照強度數(shù)據(jù) 其光電 探測器具有高靈敏度和出色的穩(wěn)定性 傳感器的最大 允許誤差為 7 適合用于不同植物的光照需求監(jiān)控 圖 7 繼 電 器 控 制 電 路 4 CO 2 傳感器 SN 3002Y CO2 傳感器用于實時監(jiān) 測溫室內(nèi)的 CO 2 濃度 確保環(huán)境中 CO 2 濃度始終維持在 適合植物生長的范圍內(nèi) 該傳感器支持 RS 485 通信 通信距離最遠可達 2 000 m 并具有 IP65 防護等級 適 用于惡劣環(huán)境下的長期監(jiān)控 1 4 系 統(tǒng) 軟 件 設 計 系統(tǒng)軟件采用 FreeRTOS 實時操作系統(tǒng) 實現(xiàn)多任 務并行處理 軟件設計的主要功能模塊包括數(shù)據(jù)采集 模塊 控制邏輯模塊和通信模塊 通過多線程技術提高 系統(tǒng)的運行效率和響應速度 18 1 4 1 數(shù) 據(jù) 的 采 集 與 處 理 數(shù)據(jù)采集模塊負責從各類傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù) 并 通過 RS 485 總線傳輸至 ESP32 進行初步處理 為確保 數(shù)據(jù)的及時性與準確性 系統(tǒng)采用了多線程架構 將數(shù) 據(jù)采集任務 通信任務和控制任務分離 以避免任務間 156第 17 期 的相互干擾 數(shù)據(jù)采集程序的設計流程如圖 8 所示 圖 8 數(shù) 據(jù) 采 集 程 序 的 設 計 流 程 為了確保數(shù)據(jù)的規(guī)范性和可讀性 定義數(shù)據(jù)鍵名 如表 1 所示 表 1 數(shù) 據(jù) 采 集 規(guī) 范 數(shù) 據(jù) 鍵 名 AirT AirH SoilT SoilH LigthS CO 2 RSSI 說 明 空 氣 溫 度 空 氣 濕 度 土 壤 溫 度 土 壤 濕 度 光 照 強 度 CO 2 濃 度 信 號 強 度 關 聯(lián) 變 量 數(shù) 據(jù) 類 型 Float Float Float Float Uint32 t Int16 t Uint16 t 字 節(jié) B 4 4 4 4 4 2 2 1 4 2 控 制 邏 輯 系統(tǒng)的控制邏輯基于設定的環(huán)境參數(shù)閾值自動觸 發(fā) 例如 當溫度超過設定閾值時 系統(tǒng)將自動啟動卷 簾機降低溫室內(nèi)溫度 系統(tǒng)通過多線程實時監(jiān)控溫室 內(nèi)的環(huán)境變化 確保各執(zhí)行設備能夠快速響應 保持溫 室環(huán)境的穩(wěn)定 控制模塊包括卷簾機 卷膜機 風扇 濕簾 噴淋和 燈光的控制 其邏輯設計基本相似 本文以卷簾機模塊 為例進行說明 卷簾機模塊的程序設計采用 FreeRTOS 實時操作系統(tǒng) 通過多線程控制方式實現(xiàn)精確 高效的 操作 系統(tǒng)通過實時監(jiān)測溫室環(huán)境參數(shù) 當光照或溫度 超出設定閾值時 卷簾機會自動調(diào)整 從而保持最佳的 溫室環(huán)境 卷簾機模塊的程序設計流程如圖 9 所示 該 設計同樣適用于其他模塊的控制 確保系統(tǒng)整體的穩(wěn)定 性與可靠性 1 4 3 通 信 與 自 動 化 遠 程 控 制 通信模塊基于 MQTT 協(xié)議 實現(xiàn)下位機與上位機的 遠程通信 上位機通過云端平臺實時獲取溫室內(nèi)的環(huán) 境 數(shù) 據(jù) 并 根 據(jù) 需 求 向 下 位 機 發(fā) 送 控 制 指 令 通 過 TLink 平臺 用戶可以隨時隨地對溫室內(nèi)的各類設備進 行遠程控制和自動化管理 其系統(tǒng)通信結構 遠程控 制 自動化管理如圖 10 圖 12 所示 圖 9 卷 簾 器 模 塊 的 程 序 設 計 流 程 圖 10 系 統(tǒng) 通 信 結 構 圖 11 遠 程 控 制 余 恩 等 基 于 ESP32 的 多 節(jié) 點 分 布 式 溫 室 環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng) 設 計 157現(xiàn) 代 電 子 技 術 2025 年 第 48 卷 圖 12 自 動 化 管 理 2 系 統(tǒng) 測 試 與 分 析 本節(jié)將通過在新疆昌吉華興農(nóng)場溫室的實際應用 環(huán)境 驗證基于 ESP32 的多節(jié)點分布式溫室環(huán)境控制系 統(tǒng)的穩(wěn)定性 數(shù)據(jù)傳輸效率 系統(tǒng)響應速度以及自動控 制功能 實驗主要圍繞溫度 濕度 光照強度和 CO 2 濃 度等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)展開 2 1 測 試 安 裝 與 調(diào) 試 本次測試在新疆昌吉市大西渠鎮(zhèn)華興農(nóng)場的溫室 內(nèi)進行 溫室面積約為 長 50 m 寬 7 m 高 8 m 溫室內(nèi) 安裝了空氣溫濕度傳感器 土壤溫濕度傳感器 光照強 度傳感器和 CO 2 濃度傳感器 均勻分布于溫室的不同區(qū) 域 確保環(huán)境參數(shù)的全面監(jiān)測 系統(tǒng)的執(zhí)行設備包括卷簾機 風扇 濕簾 灌溉系統(tǒng) 和燈光系統(tǒng) 均通過 ESP32 控制器與繼電器控制電路連 接 為了測試系統(tǒng)的實時響應和傳輸穩(wěn)定性 進行了長 時間實驗 以評估系統(tǒng)在動態(tài)變化中的表現(xiàn) 設備調(diào) 試 安裝實物如圖 13 所示 圖 13 設 備 調(diào) 試 安 裝 實 物 2 2 數(shù) 據(jù) 傳 輸 穩(wěn) 定 性 測 試 為了驗證系統(tǒng)在溫室環(huán)境中長期運行的數(shù)據(jù)傳輸 穩(wěn)定性 實驗持續(xù)測試了一個月 在實驗過程中 傳感 器每 30 s 采集一次環(huán)境數(shù)據(jù) 溫濕度 光照強度 CO 2 濃 度 通 過 RS 485 總 線 傳 輸 至 ESP32 控 制 器 再 通 過 MQTT 協(xié)議上傳至 TLink 云平臺 本文隨機抽取了其中 5 天的數(shù)據(jù)傳輸情況 統(tǒng)計接 收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的數(shù)量 并計算傳輸成功率 每個測試 日包含 24 h 連續(xù)的數(shù)據(jù)采集和傳輸 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性 測試結果見表 2 表 2 數(shù) 據(jù) 傳 輸 穩(wěn) 定 性 測 試 結 果 次 數(shù) 1 2 3 4 5 接 收 數(shù) 據(jù) 包 個 2 878 2 879 2 879 2 879 2 879 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 包 個 2 880 2 880 2 880 2 880 2 880 數(shù) 據(jù) 上 傳 成 功 率 99 930 6 99 965 3 99 965 3 99 965 3 99 965 3 實驗結果表明 系統(tǒng)在這 5 天的測試中 數(shù)據(jù)傳輸 成功率保持在 99 93 以上 表明系統(tǒng)在溫室環(huán)境中具 備良好的傳輸穩(wěn)定性 2 3 傳 感 器 響 應 速 度 測 試 在傳感器響應速度測試中 通過自然環(huán)境的變化 記錄傳感器對溫濕度變化的響應時間以及系統(tǒng)控制設 備的執(zhí)行延遲 實驗持續(xù) 48 h 監(jiān)測溫濕度 光照強度 等環(huán)境參數(shù)的變化 并根據(jù)設定的閾值觸發(fā)控制設備 卷簾機 風扇 本文重點記錄了溫濕度發(fā)生較大變化時 傳感器捕 捉到數(shù)據(jù)變化與控制設備響應之間的時間差 傳感器響 應速度和控制延遲結果如表 3 所示 表 3 傳 感 器 響 應 速 度 和 控 制 延 遲 測 試 結 果 s 實 驗 條 件 溫 度 從 20 升 至 30 濕 度 從 40 RH 增 至 80 RH 溫 度 從 30 下 降 至 22 傳 感 器 響 應 時 間 0 5 0 6 0 5 設 備 控 制 延 遲 1 1 1 3 1 1 2 4 自 動 化 控 制 功 能 測 試 自動化控制是智能溫室系統(tǒng)的重要功能 為了驗 證系統(tǒng)的自動化控制效果 本文設置了溫度 濕度和光 照等環(huán)境參數(shù)的閾值 當參數(shù)超出預設范圍時 系統(tǒng)會 自動啟動相應設備進行調(diào)整 例如 當空氣溫度高于 25 時 系統(tǒng)應自動啟動卷簾機進行降溫 當空氣濕度 過高時 系統(tǒng)應自動打開風扇進行排濕 實驗進行了 10 次重復測試 以評估系統(tǒng)的控制精 度和成功率 結果如表 4 所示 158第 17 期 表 4 自 動 化 控 制 功 能 測 試 結 果 任 務 類 別 定 時 任 務 定 時 任 務 定 時 任 務 觸 發(fā) 任 務 觸 發(fā) 任 務 觸 發(fā) 任 務 任 務 內(nèi) 容 10 00 打 開 卷 簾 機 12 00 打 開 卷 膜 器 13 00 打 開 噴 淋 當 空 氣 溫 度 高 于 25 開 卷 簾 機 當 空 氣 濕 度 高 于 80 開 風 扇 當 土 壤 濕 度 低 于 40 開 噴 淋 次 數(shù) 10 10 10 10 10 10 成 功 率 100 100 100 100 100 100 結果顯示 系統(tǒng)在所有條件觸發(fā)下均成功執(zhí)行了對 應的設備控制 成功率達到 100 這驗證了系統(tǒng)的自 動化控制功能在溫室環(huán)境中的有效性 能夠根據(jù)預設的 環(huán)境參數(shù)動態(tài)調(diào)節(jié)設備工作 保證溫室環(huán)境的穩(wěn)定 2 5 結 果 分 析 與 總 結 通過實驗驗證 本系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸 傳感器響應速 度 自動化控制以及能耗管理等方面均表現(xiàn)出色 具體 結果如下 1 數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸成功率達到 99 93 以上 保證了溫室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)的實時傳輸與監(jiān)控 2 實時響應性能 傳感器響應時間控制在 0 5 s 以 內(nèi) 設備控制延遲不超過 1 3 s 具備良好的實時性 3 自動化控制功能 系統(tǒng)的自動化控制任務成功 率達到 100 能夠根據(jù)環(huán)境參數(shù)的變化自動調(diào)節(jié)設備 運行 實驗結果表明 基于 ESP32 的多節(jié)點分布式溫室環(huán) 境控制系統(tǒng)在復雜環(huán)境中能夠高效 穩(wěn)定運行 具備較 高的實際應用價值 3 結 論 本文成功設計并實現(xiàn)了一套基于 ESP32 的多節(jié)點 分布式溫室環(huán)境控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)整合了 FreeRTOS 實 時操作系統(tǒng) 多傳感器數(shù)據(jù)采集 RS 485 總線與 MQTT 協(xié)議 實現(xiàn)了對溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)控和自動化控 制 實際應用實驗顯示 系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性 傳感 器響應速度和設備控制延遲方面表現(xiàn)出色 本系統(tǒng)展現(xiàn)了高度的穩(wěn)定性和靈活性 同時具備良 好的可擴展性 未來 通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸機制 增強傳 感器的自動校準功能和改進用戶界面 有望更好地滿足 大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求 為現(xiàn)代溫室管理提供一個更高 效 智能的解決方案 參 考 文 獻 1 劉青 李蘭蘭 張德樹 等 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的智慧農(nóng)業(yè)大棚監(jiān) 測系統(tǒng)研究 J 安徽科技學院學報 2021 35 4 19 25 2 馮天明 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室大棚開發(fā)設計與實現(xiàn) D 大 連 大連海洋大學 2020 3 史正元 基于 PLC 的智能溫室的設計與應用 D 南京 南京理 工大學 2018 4 任玲 夏俊 翟旭軍 等 基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的智能溫室系統(tǒng) 實現(xiàn) J 南方農(nóng)機 2022 53 3 5 10 5 張愛英 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能水培溫室控制系統(tǒng)的研究 D 臨 沂 臨沂大學 2024 6 李剛 基于 STM32 單片機的溫室大棚智能監(jiān)控系統(tǒng)的設計 D 雅安 四川農(nóng)業(yè)大學 2020 7 ULLAH M W MORTUZA M G KABIR M H et al Internet of Things based smart greenhouse remote monitoring and auto matic control EB OL 2018 02 11 https dpi dex php dteees article view 27803 8 MARAVEAS C Incorporating artificial intelligence technology in smart greenhouses Current state of the art J Applied sciences 2022 13 1 14 9 馮志旗 基于 WEB 技術的溫室智能控制系統(tǒng)的優(yōu)化與應用 D 鄭州 河南科技學院 2023 10 高貫磊 李長普 付帥帥 等 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室大棚控 制系統(tǒng)設計 J 山東工業(yè)技術 2023 2 71 77 11 吳寶忠 任振輝 王娟 基于手機 APP 的溫室大棚溫濕度自動 控制系統(tǒng)設計 J 中國農(nóng)機化學報 2018 39 4 68 71 12 張柯翔 基于 FreeRTOS 的無線網(wǎng)絡門禁系統(tǒng)設計與實現(xiàn) D 桂林 廣西師范大學 2021 13 李國利 周創(chuàng) 牟福元 基于 ESP32 的溫室大棚環(huán)境遠程監(jiān)控 系統(tǒng)設計 J 中國農(nóng)機化學報 2022 43 3 47 52 14 榮鋒 孟環(huán)環(huán) 基于 MQTT 協(xié)議的智能網(wǎng)關設計 J 現(xiàn)代電子 技術 2023 46 2 75 79 15 劉艷偉 李思雯 楊啟良 等 基于 UWB 定位的智能溫室三維 溫濕度檢測系統(tǒng)研究 J 農(nóng)業(yè)機械學報 2023 54 9 414 422 16 劉軍 基于 STM32 的智能灌溉控制系統(tǒng)設計 J 農(nóng)機化研究 2022 44 10 181 184 17 ESPressif 公司 ESP 硬件設計指南 EB OL 2023 07 12 https docs espressif com projects esp hardware design guidelines zh CN latest esp32 index html 18 歐陽敏 楊斐文 基于 FreeRTOS 和 Modbus 的新型液壓支架 姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計 J 煤炭技術 2022 41 9 185 188 19 薛榮輝 王蓬勃 劉星星 基于物聯(lián)網(wǎng) TLINK 的汽車蓄電池電 量手機遠程監(jiān)測系統(tǒng) J 內(nèi)燃機與配件 2023 19 12 14 20 鄒彬 董軍堂 楊延寧 等 基于云平臺的溫室大棚管理系統(tǒng) J 傳感器與微系統(tǒng) 2021 40 12 112 114 作 者 簡 介 余 恩 1998 男 土 家 族 重 慶 黔 江 人 碩 士 研 究 生 CCF 會 員 V6449G 研 究 方 向 為 智 慧 農(nóng) 業(yè) 李 永 可 1985 男 河 南 許 昌 人 博 士 研 究 生 副 教 授 研 究 方 向 為 農(nóng) 業(yè) 信 息 化 周 文 藝 1997 男 河 南 周 口 人 碩 士 研 究 生 研 究 方 向 為 智 慧 農(nóng) 業(yè) 王 磊 1985 男 陜 西 藍 田 人 博 士 研 究 生 講 師 研 究 方 向 為 控 制 科 學 與 工 程 物 聯(lián) 網(wǎng) 工 程 余 恩 等 基 于 ESP32 的 多 節(jié) 點 分 布 式 溫 室 環(huán) 境 控 制 系 統(tǒng) 設 計 159