[实用新型]一种基于ARM的无线蔬菜大棚智能系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及温室系统领域，特别是一种基于ARM的无线蔬菜大棚智能系统。

背景技术

近年来，我国农业温室生产的现代化改革一直在推进，要想提高农业生产效率，除了机械设备的更新，对自然环境的掌握、对农作物的现代化管理同样是节约人力资源、提高作物产量的重要手段。我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006━2020年）》中明确将中农业精准作业与信息化作为重点领域和优先主题。在现在的中国，农民经常步行几公里到田间地头查看作物的温度、光照、土壤湿度、土壤酸碱度、CO2（二氧化碳）浓度等信息。由于步行距离远就只能隔三差五地去，这样就不能及时快速的了解信息，耽误了对作物的黄金管理时间。尤其在南方像温室蔬菜大棚，花卉苗圃园区这些高投入、高集中率、高产出、高价格并且对生长环境要求比较高的产品，如果不能及时快速地收集观测到它的生长信息并作出调整，作物一旦面临土壤酸碱度失调，光照不足，土壤干旱等问题作物的生长周期就可能延长，生产成本就可能增加。更加严重的情况是在冬天，中国传统的方式就是白天人员隔几个小时人工巡查一次，但是在夜间温度比白天下降的更快，温度变化更加难以估测，尤其是夜间人员需要休息，如果发生意外短短的几个小时的低温没有及时调整就可能导致整个大棚内的作物全部冻死或者大幅的减产，造成几万元甚至十几万元的损失。对于菜农来说损失将是无法弥补的。

目前，日本、美国以及荷兰和以色列等国的农业温室监测系统已经比较先进，在中国台湾地区，一些珍贵的苗圃花卉园区也开始引入现代化的监测管理系统。但是这些设备大都类似于总线型工业控制系统，设备价格高昂；布线繁琐；而且需要特别订制的温室骨架做支持；只适合公司化、集团化的高投资建设生产。而中国当前温室发展状况是，以家庭为单位建设温室、每户温室数量较少、可投入资金相当有限，而传统的基于RS485和总线的温室监控系统布线复杂、成本高昂。随着WSN技术的发展，设计一套从经济成本上、安装部署效率、使用习惯上都适合中国温室农民的远程无线监测系统，对于实现农业精准作业、提升人员管理效率、提高生产力对于中国目前的温室农户和国家农业现代化推广来说具有非常重要的意义。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于ARM的无线蔬菜大棚智能系统，通过实时监测采集蔬菜大棚的栽培环境，使蔬菜内部的各参量指标符合蔬菜的最佳生长环境要求，以保证蔬菜的正常增长和降低人工监控、提高经济效益。

本实用新型采用以下方案实现：一种基于ARM的无线蔬菜大棚智能系统，包括复数个设置于蔬菜大棚中的用以数据检测和输出控制的下位机与一用以数据显示、数据设定与数据传送的上位机；所述下位机包括单片机以及与其相连的控制模块、液晶显示模块、报警模块、A/D转换模块与无线通信模块；所述A/D转换模块还与温度检测模块、湿度检测模块、光照强度检测模块以及二氧化碳浓度检测模块相连；所述上位机包括单片机以及与其相连的无线通信模块、显示模块、报警模块、按键模块以及用以与PC机通信的PC控制器。

进一步地，所述上位机中的单片机为STM32单片机。

进一步地，所述下位机中的单片机为STC89C52单片机。由于下位机需要较大的存储量，因此选择一个数据和程序容量较大的单片机，就不用扩展数据和程序存储器。经过权衡各种控制器芯片，最终采用STC89C52单片机作为核心控制器。该单片机有较强的指令寻址和运算功能，算术运算功能强，软件编程灵活，易于实现人机对话，可以用软件简单地实现算法和逻辑控制、成本较低。且其外围电路比较复杂，抗干扰能力较理想，性价比高，容易烧写程序。所述STC89C52单片机是一款8051的MCU，包含16/32/64kBFlash和1024字节的数据RAM。

进一步地，所述温度检测模块包括一用以采集温度值的温度传感器；所述湿度检测模块包括一用以采集湿度的湿度传感器；所述光照强度检测模块包括一用以采集光照强度的光照强度传感器；所述二氧化碳浓度检测模块包括一用以采集二氧化碳浓度的二氧化碳传感器。

进一步地，所述光照强度传感器为BH1750；所述二氧化碳传感器为MG811；所述温度传感器与湿度传感器为温湿度复合传感器，所述温湿度复合传感器为DHT11。