智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王娟　吳官法

【摘要】在當(dāng)今社會(huì)的高速發(fā)展中，我國(guó)和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家都在追尋著更為健康的生活方式，其中研究現(xiàn)代新型的農(nóng)業(yè)技術(shù)是步入健康生活的重要一步。歐美國(guó)家和我國(guó)也加大了在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的研究投入。特別是在農(nóng)業(yè)資源管理，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的監(jiān)管、農(nóng)業(yè)無(wú)人管理生產(chǎn)等方向取得了卓越的成果。同時(shí)，在民間也逐漸地推廣了很多新型的科研成果，并且有很多的科研成果已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。

【關(guān)鍵詞】智慧農(nóng)業(yè);環(huán)境監(jiān)控;物聯(lián)網(wǎng)

在我國(guó)5G技術(shù)和國(guó)家政策推動(dòng)下，農(nóng)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化和智慧化迫在眉睫。在智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的硬件方面，STM32單片機(jī)是該監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制器，即主控核心為單片機(jī)，為了完成智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作，設(shè)計(jì)了硬件仿真電路，其中硬件仿真電路包括單片機(jī)模塊、復(fù)位電路、電源模塊、ZIGBEE模塊、傳感器模塊、按鍵模塊。單片機(jī)是組成控制系統(tǒng)的基本要素，每一種控制方案都需要通過(guò)單片機(jī)來(lái)發(fā)出指令，這些指令形成一個(gè)個(gè)單獨(dú)的控制信號(hào)，每一個(gè)控制信號(hào)可單獨(dú)的控制每一路控制電路，這樣的話(huà)每一路控制電路所應(yīng)付的頻率范圍也是不同的。從而實(shí)現(xiàn)真正的獨(dú)立自主的運(yùn)行。因此，讓單片機(jī)控制發(fā)生器發(fā)出不同的頻率的來(lái)驅(qū)動(dòng)不同的外圍電路進(jìn)行不同的工作。然后再以不同的頻率進(jìn)行控制，就能有效的解決用戶(hù)需求的功能。控制系統(tǒng)能夠高效的工作也需要單片機(jī)的定時(shí)器系統(tǒng)性的工作才能完成。本課題設(shè)計(jì)智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)就在于整套系統(tǒng)非常的小巧，但是在進(jìn)行工作的時(shí)候，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，工作效率也很高。在智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的軟件程序中有延時(shí)程序，延時(shí)程序的功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的消抖作用，使得輸入到控制器中的信號(hào)能夠更穩(wěn)定。在單片機(jī)中，是實(shí)現(xiàn)對(duì)兩個(gè)無(wú)線(xiàn)傳輸模塊信號(hào)之間的通信處理，完成對(duì)信息的及時(shí)傳輸。對(duì)于整個(gè)智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件部分的編寫(xiě)，首先是基于單片機(jī)硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成的。對(duì)單片機(jī)系

統(tǒng)程序的編寫(xiě)就是為了實(shí)現(xiàn)傳感器收集數(shù)據(jù)之后，會(huì)通過(guò)電路床給stm32的單片機(jī)，在通過(guò)單片機(jī)燒錄的程序傳送給Zigbee的路由模塊，再?gòu)腪igBee傳給協(xié)調(diào)器的這一過(guò)程做了規(guī)范化的編程，使用單片機(jī)原有的程序語(yǔ)言進(jìn)行編程。同時(shí)基于安卓平臺(tái)的手機(jī)軟件的程序開(kāi)發(fā)和編寫(xiě)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)中安裝了藍(lán)牙模塊，所以還要在手機(jī)上對(duì)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行配置，同時(shí)也要在單片機(jī)中進(jìn)行藍(lán)牙設(shè)備連接程序的編寫(xiě)。使得通過(guò)手機(jī)能夠查看智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。為了能夠讓智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

系統(tǒng)的主控流程圖如圖所示，在圖中可以看出系統(tǒng)首先會(huì)進(jìn)行初始化，初始化后的系統(tǒng)，傳感器電路將檢測(cè)環(huán)境中的溫度和CO濃度、pH值、光照強(qiáng)度、濕度等環(huán)境中的實(shí)時(shí)情況。然后將信號(hào)傳輸給控制中心處理，控制中心將信號(hào)處理后發(fā)出控制信號(hào)并將所有的信號(hào)傳輸給ZIGBEE傳輸模塊，系統(tǒng)將對(duì)轉(zhuǎn)換的結(jié)果傳輸給zigbee協(xié)調(diào)器，進(jìn)行處理最后傳給上位機(jī)并對(duì)其顯示。

如今，智慧農(nóng)業(yè)已成為行業(yè)發(fā)展的新風(fēng)口，傳統(tǒng)粗放式的農(nóng)業(yè)需要利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過(guò)新一代物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3S等信息化技術(shù)有效整合省市縣各級(jí)涉農(nóng)資源，構(gòu)建一種全新的“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的信息服務(wù)體系，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理、政府決策監(jiān)管和社會(huì)公眾服務(wù)。智慧農(nóng)業(yè)同樣也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級(jí)階段，是集現(xiàn)在流行的三網(wǎng)合一技術(shù)為一體，依靠安裝部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線(xiàn)的各種傳感節(jié)點(diǎn)比如環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等設(shè)備，依靠無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能化。