运用物联网知识,动手制作智能温室模型!

嵌入式技术

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描述

一、首先,先进行系统模型的介绍:

实物模型主要分为四个部分:1.温室模型;2.气体、液体发生装置;3.系统控制电路;4. 温室监控中心;
  1. 温室模型

温室/大棚模型采用人工草皮,植物模型作为装饰,并将各种传感器安装在模型中。悬空布置水管,并扎上洞眼,用于浇水;左侧安装换气风扇;

2. 气体、液体发生装置
    气体发生装置中包括三个水泵,三个储物瓶,一个水泵是用于控制小苏打与水反应产生大量CO2储存与瓶中,还有一个水泵用于抽取储物瓶中的水,输送至水管中实现滴灌的效果,用于浇灌植物。最后一个水泵也是抽取水输送至水管中,实现喷水的效果,用于浇灌大面积植物和灭火。

3. 系统控制电路
     基于STM32单片机的硬件系统,包括:STM32单片机最小系统板,电源稳压电路,多路继电器模块,蜂鸣器驱动电路,ESP8266无线网模块,多种传感器:火焰传感器,温度传感器,湿度传感器,co2传感器。
考虑到打板需要花钱,就自己制作了手工版,所以布线也是很乱,没有去整理,求大佬们轻喷!!!
     电路原理图和PCB图如下:

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4.温室监控中心

利用onenet平台应用编辑器设计的温室监控客户端,实时更新显示温度、湿度、温湿度数值的变化趋势,火焰警报,水泵、换气风扇工作状态,叶面是否含水等。迷你开发板嵌入到系统中作为物联网中心,利用中移动ONENET平台上传数据,监控温室/大棚内的传感器的各项参数已经各个模块的运行状态。

手机端界面:

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网页端界面:

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温室/大棚的整体实物图。

二、系统的框架图:

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三、工作原理:

使用STM32单片机作为控制芯片,采集各种传感器数据,并完成处理,通过控制继电器驱动水泵、气泵、换气风扇、蜂鸣器的控制(同时将数据上传服务器以便终端查看),最终完成温室/大棚的自动化控制。

首先,当温室的土壤湿度低于40RH%,单片机控制水泵开始喷水(滴灌),调节土壤湿度。当温室的CO2浓度等级低于1000PPM,气泵开始产生C02,使得C02浓度等级高于1000PPM。产生CO2的方法是:通过小苏打与水反应产生大量CO2储存在储气瓶。

其次,温室/大棚中还具有火焰传感器,一旦检测火源,可通过单片机控制,进行蜂鸣器报警,水泵洒水,并驱动风扇工作进行换气。

此外,基于中移动onenet物联网平台设计的温室/大棚监控管理中心。系统通过ESP8266模块连接WIFI,将大棚内多种传感器数据(温度,湿度等)以及工作状态上传至温室/大棚监控管理系统,我们可通过两种方式登陆系统,分别是电脑网页客户端以及手机APP。

四、部分程序。

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