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作者：河南工程学院 王昊 赵恒 张朝丰

指导教师：肖海红 柏杏丽

　　作品简介

　　一.照片

　　二.开发背景

　　近年来，农业设施发展迅速，温室大棚作为新的农作物种植技术，已经突破了传统农作物种植受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制。对农业生产有重大意义。分布式温室环境监测与控制系统，通过对温室大棚内空气、土壤温湿度的监测与智能控制，实现了农业生产自动化，提高效率。

　　三.系统结构

　　系统结构如图2所示，由4个ZigBee从节点(AT89S52、继电器模块、ZigBee模块)、1个ZigBee主节点(STM32、ZigBee模块)、GSM模块、电源模块和上位机组成。

　　四.功能

　　能够对温室大棚中多点的空气温湿度、土壤温湿度进行检测和记录，将记录结果发送给中央控制器，并且可以根据用户的设置进行温室内环境温湿度的调节。

　　五.操作方法

　　将温湿度传感器及外围控制模块放置在温室各角落，利用ZigBee无线通信模块通过串口与PC机进行通信，并将各监测点的温湿度数据在PC机界面显示，管理人员可在电脑中央控制处随时查看各监测点的当前和历史数据。

　　六.作品特色

　　1.先进性

　　各监测点可以实时监测温湿度，并可通过ZigBee无线传输给PC机，PC机可将这些数据进行储存，储存速率可调。PC机还可将数据发送给管理员，管理员也可通过短信发送指令给PC机进行控制。

　　2.实用性

　　本系统设计成本低、性能优良，可以方便、远程控制温室里的温湿度，管理人员不必一直在温室里查看，可以不出家门即可掌握温室里的情况。

　　3.创新性

　　(1)采用stm32主控板和上位机设计，提高系统的稳定性，高效率，抗干扰能力。

　　(2)采用ZigBee无线通信模块，可实现无线通信传输距离最高达到1.6km。

　　(3)采用GSM短信收发模块，可实现远距离，全天候对温室里的温湿度进行掌握和控制。

　　(4)采用上位机进行数据的储存和显示，储存容量可达10G，并可查阅各监测点的历史数据。

　　平台选型说明

　　STM32VBT6核心板和自制51单片机最小系统

　　设计说明

　　一.设计原理

　　1.硬件部分

　　从节点硬件包括温湿度传感器检测模块、AT89S52单片机模块、继电器控制带二极管模拟模块、ZigBee无线通信模块。

　　主节点硬件包括GSM短信模块、ZigBee无线通信模块和STM32控制系统。

　　上电后，ZigBee从节点的温湿度传感器将测得监测点的温湿度数据经过I/O口首先送给AT89S52单片机，然后由AT89S52通过串行口将数据传给ZigBee模块，以无线方式把温湿度数据送给ZigBee主节点，最后主节点通过RS232转USB接口将数据送至PC机进行显示并储存各监测点的温湿度。

　　主节点通过GSM模块发送短信给管理员的手机，提醒管理员进行检查。管理员利用手机发送指令给主节点控制监测点的设备。

　　2.软件部分

　　温湿度传感器检测模块发送40位数据，无线通信模块将这40位数据传输给PC机，PC机将数据转化为十进制数据储存，并在界面端口进行显示。

　　二.设计方案

　　1.DHT11温湿度传感器模块

　　DHT11温湿度传感器如图3所示，有4个端口，分别为VDD,GND,DATA和一个空位端。DATA端接一个上拉电阻来保证数据的准确度。DHT11测得温湿度后无需再进行AD转换，DATA端直接发送40位数据，分别为8位温度整数、8位温度小数、8位湿度整数、8位湿度小数和8位校验码。

　　若8位温度整数+8位温度小数+8位湿度整数+8位湿度小数=8位湿度小数部分，则表示数据检测和传输正常。

　　2.1DHT11温湿度传感器模块PCB

　　3.ZigBee无线通信模块

　　ZigBee模块选用成品模块，采用数据透明传输模式，分为一个主节点，4个从节点，主节点发送指令，各从节点都可接收，每个从节点可单独对主节点发送数据。

　　4.继电器控制模块

　　继电器模块如图6所示，当P10=0线圈得电，继电器常闭触点断开，常开触点闭合，控制外围设备动作。当P10=1线圈失电，继电器常闭触点闭合，常开触点断开，外围设备无动作。

　　5.PC机

　　PC机控制显示和控制界面如图7所示。PC机实时显示各监测点数据，并存储各监测点数据，点击“显示此次程序运行详细数据”可以查看监测点历史数据。

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