基于STM32 的智能測控系統在農業中的應用

黃 雪

（山東理工大學，淄博 255000）

1 農業生產需要智能化

現代人類無論是日常生活還是農業生產，都離不開科學技術的支持，在此推動力下，我國的科學技術發展迅速，先進的科學技術已經融入到各項生產生活中去。農業生產面臨著新的機遇，融入了先進的生產要素，不再是簡單的小農戶型，出現了以轉基因生物技術為核心技術的分子農業，將信息技術融入農業生產的精準農業，包含酶工程技術和發酵工程技術的白色農業等。

但與發達國家相比，我國的農業生產智能化方面仍有著較大差距，雖然科技發展推動農業高質量發展，但高科技技術并沒有得到普及，各類技術產品難以廣泛推廣，且價格高昂，目前大部分農村生產裝備水平、信息技術水平以及農民科學素質偏低。在這種情況下，科學技術解決不了大部分農業生產需要，農業生產方式很難有很大轉變。

影響農業生產率的因素復雜，需要結合農業生產的各項信息，來研究制定農業生產的智能測控系統，控制農作物生長環境因子，解決農業生產的基礎設施建設水平低，農業生產效率低的問題，推進農業現代生產技術高水平發展。

2 智能測控系統概述及應用

測控系統復雜綜合，但主要分為測量和控制兩大功能，借助測量設備、測量儀器得到測量結果供后續分析，而智能測控系統是一個自動化過程，相對于傳統測控系統有很大改變，具有網絡化、智能化、數字化的特點。主要借助計算機技術、網絡通信技術等，以微型計算機為核心，通過機內擴展的I/O 接口與測量設備和測量儀器對現場所需數據進行采集，供相關人員進行實時觀察檢測。

智能測控系統體現出的自動測量、數據處理、易操作等功能，使得它的實際應用廣泛存在。例如在航空航天方面，可以追蹤檢測航天飛行器，實現航天行業數據精確的特點；在汽車行業，可以實現汽車遙測，提高汽車的安全性與可靠性；在機械制造業中，可以在高精度加工中保證實時的測量和控制。

3 智能測控系統在農業應用中的基本系統結構

農業生產是一個復雜的過程，在此過程中要充分考慮溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強度等因素，測控系統可以對農業生產中的環境數據進行實時收集，分析后及時對相關參數進行預判或通過與有利于農作物生長的環境參數進行對比，隨后報警，以便控制農作物生長環境的特點。設計基于STM32的高性能的智能測控系統，為農作物提供適宜生長的環境條件，主要分為以下幾個部分：STM32單片機、傳感器、LCD 顯示屏、按鍵以及相關外設。系統通過傳感器檢測環境溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強度，將數據傳輸到單片機，與系統預先設置好的參數值進行比較，發出或不發出警告，若發出警告，則切換至人工操作模式，利用相關外設與液晶顯示屏進行參數調整。

4 系統軟件設計

4.1 主程序

系統啟動后，進行初始化設定合適參數，單片機接收到傳感采集到的信息后，將數據與初始參數進行比較，若在規定的范圍內則結束本輪測試，若不在要求范圍內，系統自動報警處理然后進入人工操作模式，根據液晶顯示屏顯示的實時數據與連接的外設進行調節，若溫度偏高，利用排風扇使溫度降到正常范圍，若溫度偏低，利用加熱帶使溫度升到正常范圍，若濕度偏低，利用水泵使濕度升到正常范圍，若光照偏低，利用補光燈，使光照升到正常范圍。

4.2 檢測子程序

檢測模塊主要包括傳感器采集數據和液晶顯示屏顯示實時數據，傳感器將環境參數送到單片機，然后通過LCD 顯示檢測數據。

4.3 控制子程序

控制子程序主要完成系統自動控制、人工調節、數據接收比較處理、聲音報警等，主要任務是將接收到的數據與初始化參數進行比較，結束本次測試或轉入人工控制，從而使農作物環境具有適宜生長的條件。

5 系統硬件設計

數據采集模塊中的傳感器有DS1820溫度傳感器和濕度傳感器以及BH1750光強傳感器，溫度傳感器需要接一個上拉電阻以保持高電平，濕度傳感器的各引腳直接與單片機相連。液晶顯示屏采用LCD1602。外設包括12V 直流電源供電的排風扇、220V交流電源供電的加熱帶、220V 交流電源供電的水泵和補光燈。而復位功能只需給引腳一個有效的低電平信號便可有效復位。

6 結束語

本文設計了基于STM32的智能測控系統，可以在農業中實現廣泛的應用，詳細介紹了該系統的結構設計過程。通過多種傳感器對農業環境參數的監控，來調節不適宜的數據，保持農作物生長環境的溫度和濕度等參數的正常，提高生產率，促進農業的發展。