棚室農業環境監控係統的設計及主要器件選擇
來源： http://98fo.cn/ 類別：實用技術 更新時間：2013-04-19 閱讀次
【本資訊由中國糧油儀器網提供】 設she計ji一yi套tao棚peng室shi農nong業ye環huan境jing監jian控kong係xi統tong，監jian控kong係xi統tong監jian測ce棚peng內nei的de各ge種zhong環huan境jing參can數shu，並bing將jiang所suo監jian測ce到dao的de數shu據ju由you無wu線xian模mo塊kuai傳chuan輸shu並bing存cun儲chu到dao上shang位wei機ji。該gai係xi統tong可ke以yi實shi時shi對dui溫wen濕shi度du，土tu壤rang水shui分fen等deng參can數shu進jin行xing監jian測ce並bing控kong製zhi相xiang應ying的de執zhi行xing器qi對dui棚peng內nei溫wen度du，水shui分fen等deng參can數shu進jin行xing調tiao整zheng以yi達da到dao植zhi物wu生sheng長chang最zui佳jia狀zhuang態tai。
根據需求分析，采用模塊化和分層次設計，把係統分為硬件設計和軟件設計兩部分。最後把硬件和軟件集成在一起進行調試。
1、棚室農業環境監控係統的總體設計
設計一套棚室農業環境監控係統，監控係統監測棚內的各種環境參數，諸如二氧化碳檢測儀duipengneieryanghuatanhanliangjinxingjiance，bingjiangsuojiancedaodeshujuyouwuxianmokuaichuanshubingcunchudaoshangweiji。gaixitongkeyishishiduiwenshidu，turangshuifendengcanshujinxingjiancebingkongzhixiangyingdezhixingqiduipengneiwendu，shuifendengcanshujinxingtiaozhengyidadaozhiwushengchangzuijiazhuangtai。genjuxuqiufenxi，caiyongmokuaihuahefencengcisheji，baxitongfenweiyingjianshejiheruanjianshejiliangbufen。zuihoubayingjianheruanjianjichengzaiyiqijinxingtiaoshi。
2、MSPF430單片機
核心芯片選用MSP430單片機，MSP430單片機是一種超低功耗的混合信號控製器，它根據不同的應用提供不同型號的單片機，這裏我們選用單片機的型號是MSP430F149，它具有16位RSIC結構，通過采用不同的時鍾源工作可以使器件滿足不同的功耗要求，當芯片處在低功耗模式下，數字控製振蕩器（DCO）可以使器件從低功耗模式下迅速喚醒，能夠在少於6us的時間內從低功耗轉到激活工作模式。它的主要特點：（1）超低功耗。在1.8~3.6V的電壓，1MHz時鍾頻率下運行，耗電電流在0.1~400uA之間，該係列單片機具有16個中斷源，並可以嵌套使用，使用中斷請求將CPU從低功耗模式下喚醒隻要6us的時間。（2）處理能力強。該係列單片機為16位的RSIC結構，具有豐富的尋址方式，簡捷的指令，大量的寄存器，較高的處理速度，是傳統51單片機遠遠達不到的。（3）豐富的外設資源。主要的外設有定時器，看門狗，比較器，串口，硬件乘法器，ADC模塊等外設。（4）調試方便。該係列單片機一般是基於FLASH型的並提供JTAG口，因此能很好地實現在線仿真功能。
3、傳感器的選擇
溫度傳感器選用了DS18B20數字溫度傳感器，用來采集土壤溫度。從而發現規律，使作物能更好的生長。數字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，在其內部使用了在板（ON-B0ARD）專zhuan利li技ji術shu。全quan部bu傳chuan感gan元yuan件jian及ji轉zhuan換huan電dian路lu集ji成cheng在zai形xing如ru一yi隻zhi三san極ji管guan的de集ji成cheng電dian路lu內nei。一yi線xian總zong線xian獨du特te而er且qie經jing濟ji的de特te點dian，使shi用yong戶hu可ke輕qing鬆song地di組zu建jian傳chuan感gan器qi網wang絡luo，為wei測ce量liang係xi統tong的de構gou建jian引yin入ru全quan新xin概gai念nian。在zai傳chuan統tong的de模mo擬ni信xin號hao遠yuan距ju離li溫wen度du測ce量liang係xi統tong中zhong，需xu要yao很hen好hao地di解jie決jue引yin線xian誤wu差cha補bu償chang問wen題ti、duodianceliangqiehuanwuchawentihefangdadianlulingdianpiaoyiwuchawentidengjishuwenti，cainenggoudadaojiaogaodeceliangjingdu。lingwai，yibanjiankongxianchangdediancihuanjingdoufeichangelie，gezhongganraoxinhaojiaoqiang，moniwenduxinhaorongyishoudaoganraoerchanshengceliangwucha，yingxiangceliangjingdu。yinci，zaiwenduceliangxitongzhong，caiyongkangganraonengliqiangdexinxingshuziwenduchuanganqishijiejuezhexiewentidezuiyouxiaofangan，xinxingshuziwenduchuanganqiDS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網等優點，在實際應用中取得了良好的測溫效果。
4、軟件設計
用C語言對單片機按照模塊化的思想進行編譯，主要分為以下模塊：顯(xian)示(shi)模(mo)塊(kuai)，通(tong)信(xin)模(mo)塊(kuai)，控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)，傳(chuan)感(gan)器(qi)口(kou)模(mo)塊(kuai)。傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)，數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)按(an)照(zhao)其(qi)相(xiang)應(ying)的(de)時(shi)序(xu)對(dui)其(qi)編(bian)程(cheng)，把(ba)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)傳(chuan)到(dao)單(dan)片(pian)機(ji)即(ji)可(ke)。模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)，需(xu)對(dui)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)，在(zai)傳(chuan)入(ru)單(dan)片(pian)機(ji)，430單片機內置AD模塊，將模擬信號傳感器接到帶有AD轉換功能的I/O引腳上，對單片機的AD模塊進行編程設置即可。
zhenduiwenshidapengzhongdehuanjingjinxingjiance，tongguojiancedeshujuduiwenshizhongdehuanjingzuoxiangyingdetiaozhengyishihezuowushengchangdezuijiatiaojian，bingyushangweijijinxingwuxiantongxin，bacaijideshujushangchuandaoshangweiji，zaishangweijishangkeyixianshishujubingkeduixiaweijijinxingkongzhi，tongyangkeyiyongshoujijinxingcaijishujuhekongzhi。
根據需求分析，采用模塊化和分層次設計，把係統分為硬件設計和軟件設計兩部分。最後把硬件和軟件集成在一起進行調試。
1、棚室農業環境監控係統的總體設計
設計一套棚室農業環境監控係統，監控係統監測棚內的各種環境參數，諸如二氧化碳檢測儀duipengneieryanghuatanhanliangjinxingjiance，bingjiangsuojiancedaodeshujuyouwuxianmokuaichuanshubingcunchudaoshangweiji。gaixitongkeyishishiduiwenshidu，turangshuifendengcanshujinxingjiancebingkongzhixiangyingdezhixingqiduipengneiwendu，shuifendengcanshujinxingtiaozhengyidadaozhiwushengchangzuijiazhuangtai。genjuxuqiufenxi，caiyongmokuaihuahefencengcisheji，baxitongfenweiyingjianshejiheruanjianshejiliangbufen。zuihoubayingjianheruanjianjichengzaiyiqijinxingtiaoshi。
2、MSPF430單片機
核心芯片選用MSP430單片機，MSP430單片機是一種超低功耗的混合信號控製器，它根據不同的應用提供不同型號的單片機，這裏我們選用單片機的型號是MSP430F149，它具有16位RSIC結構，通過采用不同的時鍾源工作可以使器件滿足不同的功耗要求，當芯片處在低功耗模式下，數字控製振蕩器（DCO）可以使器件從低功耗模式下迅速喚醒，能夠在少於6us的時間內從低功耗轉到激活工作模式。它的主要特點：（1）超低功耗。在1.8~3.6V的電壓，1MHz時鍾頻率下運行，耗電電流在0.1~400uA之間，該係列單片機具有16個中斷源，並可以嵌套使用，使用中斷請求將CPU從低功耗模式下喚醒隻要6us的時間。（2）處理能力強。該係列單片機為16位的RSIC結構，具有豐富的尋址方式，簡捷的指令，大量的寄存器，較高的處理速度，是傳統51單片機遠遠達不到的。（3）豐富的外設資源。主要的外設有定時器，看門狗，比較器，串口，硬件乘法器，ADC模塊等外設。（4）調試方便。該係列單片機一般是基於FLASH型的並提供JTAG口，因此能很好地實現在線仿真功能。
3、傳感器的選擇
溫度傳感器選用了DS18B20數字溫度傳感器，用來采集土壤溫度。從而發現規律，使作物能更好的生長。數字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器，在其內部使用了在板（ON-B0ARD）專zhuan利li技ji術shu。全quan部bu傳chuan感gan元yuan件jian及ji轉zhuan換huan電dian路lu集ji成cheng在zai形xing如ru一yi隻zhi三san極ji管guan的de集ji成cheng電dian路lu內nei。一yi線xian總zong線xian獨du特te而er且qie經jing濟ji的de特te點dian，使shi用yong戶hu可ke輕qing鬆song地di組zu建jian傳chuan感gan器qi網wang絡luo，為wei測ce量liang係xi統tong的de構gou建jian引yin入ru全quan新xin概gai念nian。在zai傳chuan統tong的de模mo擬ni信xin號hao遠yuan距ju離li溫wen度du測ce量liang係xi統tong中zhong，需xu要yao很hen好hao地di解jie決jue引yin線xian誤wu差cha補bu償chang問wen題ti、duodianceliangqiehuanwuchawentihefangdadianlulingdianpiaoyiwuchawentidengjishuwenti，cainenggoudadaojiaogaodeceliangjingdu。lingwai，yibanjiankongxianchangdediancihuanjingdoufeichangelie，gezhongganraoxinhaojiaoqiang，moniwenduxinhaorongyishoudaoganraoerchanshengceliangwucha，yingxiangceliangjingdu。yinci，zaiwenduceliangxitongzhong，caiyongkangganraonengliqiangdexinxingshuziwenduchuanganqishijiejuezhexiewentidezuiyouxiaofangan，xinxingshuziwenduchuanganqiDS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網等優點，在實際應用中取得了良好的測溫效果。
4、軟件設計
用C語言對單片機按照模塊化的思想進行編譯，主要分為以下模塊：顯(xian)示(shi)模(mo)塊(kuai)，通(tong)信(xin)模(mo)塊(kuai)，控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)，傳(chuan)感(gan)器(qi)口(kou)模(mo)塊(kuai)。傳(chuan)感(gan)器(qi)有(you)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)，數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)按(an)照(zhao)其(qi)相(xiang)應(ying)的(de)時(shi)序(xu)對(dui)其(qi)編(bian)程(cheng)，把(ba)數(shu)據(ju)直(zhi)接(jie)傳(chuan)到(dao)單(dan)片(pian)機(ji)即(ji)可(ke)。模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)傳(chuan)感(gan)器(qi)輸(shu)出(chu)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)，需(xu)對(dui)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)模(mo)數(shu)轉(zhuan)換(huan)，在(zai)傳(chuan)入(ru)單(dan)片(pian)機(ji)，430單片機內置AD模塊，將模擬信號傳感器接到帶有AD轉換功能的I/O引腳上，對單片機的AD模塊進行編程設置即可。
zhenduiwenshidapengzhongdehuanjingjinxingjiance，tongguojiancedeshujuduiwenshizhongdehuanjingzuoxiangyingdetiaozhengyishihezuowushengchangdezuijiatiaojian，bingyushangweijijinxingwuxiantongxin，bacaijideshujushangchuandaoshangweiji，zaishangweijishangkeyixianshishujubingkeduixiaweijijinxingkongzhi，tongyangkeyiyongshoujijinxingcaijishujuhekongzhi。
【中國糧油儀器網】部(bu)分(fen)文(wen)章(zhang)轉(zhuan)載(zai)自(zi)其(qi)它(ta)媒(mei)體(ti)，轉(zhuan)載(zai)目(mu)的(de)在(zai)於(yu)傳(chuan)遞(di)更(geng)多(duo)信(xin)息(xi)，並(bing)不(bu)代(dai)表(biao)本(ben)網(wang)讚(zan)同(tong)其(qi)觀(guan)點(dian)和(he)對(dui)其(qi)真(zhen)實(shi)性(xing)負(fu)責(ze)，且(qie)不(bu)承(cheng)擔(dan)此(ci)類(lei)作(zuo)品(pin)侵(qin)權(quan)行(xing)為(wei)的(de)直(zhi)接(jie)責(ze)任(ren)及(ji)連(lian)帶(dai)責(ze)任(ren)。如(ru)其(qi)他(ta)媒(mei)體(ti)、網站或個人從本網下載使用，自負版權等法律責任。如涉及作品內容、版權和其它問題，請在30日內與本網聯係。
最近更新儀器
推薦儀器
相關新聞
熱門產品