基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)_孫滿旭.pdf

128新科技基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)孫滿旭，田振龍，許源瑋，張民煜（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319）摘要： 本文以大棚溫室為研究對(duì)象，以單片機(jī)微控制器為主控芯片，通過(guò)對(duì)溫室大棚內(nèi)的溫濕度監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)一種基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò) DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器采集溫室溫濕度，經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后在 LCD1602 液晶顯示屏上顯示空氣質(zhì)量，利用藍(lán)牙模塊的通信功能將溫室內(nèi)的溫濕度測(cè)量值發(fā)送到手機(jī) APP 上，可對(duì)溫室內(nèi)溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵詞： 溫室；溫濕度；監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)一、研究背景及意義中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，自古以來(lái)農(nóng)業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。隨著我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代，我國(guó)各個(gè)行業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的投入成本日益增大，促使了我國(guó)由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的快速轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代溫室通過(guò)科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，更好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫室的控制使用，改變了過(guò)去靠天吃飯的現(xiàn)狀。溫室大棚技術(shù)雖然取得的快速的發(fā)展，但在溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)方面還存在一定的局限性，限制了我國(guó)溫室農(nóng)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正是在這樣的背景之下，立足于研究符合我國(guó)國(guó)情的溫室監(jiān)測(cè)體系，具有一定研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要關(guān)鍵元件選擇部分為以下幾個(gè)模塊：溫濕度采集模塊、溫濕度顯示模塊以及藍(lán)牙通信傳輸模塊，接下來(lái)將重點(diǎn)敘述完成這個(gè)系統(tǒng)功能方案的選擇與設(shè)計(jì)。（一）作為核心控制系統(tǒng)的單片機(jī)的選擇是重點(diǎn)之一，考慮其系統(tǒng)設(shè)計(jì)性價(jià)比，工作的穩(wěn)定性，便于開發(fā)和功耗等因素?；谝陨蠋c(diǎn)要求系統(tǒng)采用 51 系列單片機(jī)作為硬件核心，以STC89C52 作為代表，該系列單片機(jī)具有低功耗、雙 DPTR、C 語(yǔ)言代碼編寫簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。（二）顯示模塊是人與機(jī)器最直接交流的窗口，為了實(shí)時(shí)顯示溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的狀態(tài)以及操作狀態(tài)，系統(tǒng)通常設(shè)計(jì)有顯示模塊，通常采用的顯示模塊有 LCD12864 顯示屏和LCD1602 顯示屏。由于系統(tǒng)不需要顯示豐富的內(nèi)容，只需要顯示溫度數(shù)值即可，因此系統(tǒng)選擇 LCD1602 顯示屏。三、主控芯片的選擇與設(shè)計(jì)基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)，該單片機(jī)既可以滿足基本要求，又具有簡(jiǎn)單的記憶存儲(chǔ)功能，而且價(jià)格相對(duì)便宜，STC89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)所使用外部管腳 P0、P1、P2、P3 口都可以作為 I/O 口使用，既可以作輸出口，也可以作輸入口。四、溫濕度傳感器的選擇與設(shè)計(jì)DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。五、LCD1602 顯示模塊設(shè)計(jì)在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，使用 LCD1602 來(lái)顯示溫度、溫度的上限值、下限值。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。六、藍(lán)牙通信模塊設(shè)計(jì)為了能夠及時(shí)實(shí)時(shí)對(duì)溫室空氣溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)利用藍(lán)牙通信模塊與手機(jī)進(jìn)行連接，可以直觀隨時(shí)觀察空氣中粉塵及溫濕度的相應(yīng)值并作出決策。基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用 SPP-CA 藍(lán)牙模塊，該藍(lán)牙模塊支持UART 接口，并支持 SPP 藍(lán)牙串口協(xié)議，具有成本低、體積小、功耗低、收發(fā)靈敏性高等優(yōu)點(diǎn)，只需配備少許的外圍原件就能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。SPP-CA藍(lán)牙模塊的電路設(shè)計(jì)如圖3所示：圖 3 用 SPP-CA 藍(lán)牙模塊電路設(shè)計(jì)圖如圖所示，SPP-CA 藍(lán)牙模塊外圍管腳 GND 接地，VCC接電源，RXD 接單片機(jī) P31 管腳，TXD 接單片機(jī) P30 管腳。SPP-CA 藍(lán)牙模塊具有無(wú)線傳輸功能，能夠?qū)纹瑱C(jī)處理的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)無(wú)線傳輸功能傳送至手機(jī) APP，通過(guò) APP 更直觀的實(shí)時(shí)掌握溫室溫濕度數(shù)據(jù)。七、結(jié)束語(yǔ)由于溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)復(fù)雜，我國(guó)在溫室環(huán)境監(jiān)測(cè)方面還存在一定的局限性，正是在這樣的背景之下，設(shè)計(jì)一種基于藍(lán)牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)藍(lán)牙通信模塊將溫室中的空氣中溫濕度測(cè)量值發(fā)送到手機(jī) APP 上，可對(duì)溫室溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)實(shí)時(shí)掌握溫室溫濕度并對(duì)溫室環(huán)境控制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用意義。具有一定研究?jī)r(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。參考文獻(xiàn)：1康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分M.北京：高等教育出版社 ,2008.2 李全利 . 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) . 北京：高等教育出版社 .2009.作者簡(jiǎn)介：孫滿旭（1994 年 9 月）男，黑龍江省肇州縣，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)電氣與信息學(xué)院電子信息工程專業(yè)本科在讀。DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.006433