基于嵌入式Web服務(wù)器的智能溫室監控系統

圖3是獲取外界光照條件的方案。設計選用廉價(jià)的光電管，當光照強度大時(shí)，光電管導通電流大，從而在VIN_N端得到更低的電壓。VIN_N端和 LM3S102內置的模擬比較器相接，將采集到的數據存于RAM中，和SHT10采集到的濕度、溫度信息一起，由TCP／IP協(xié)議封裝發(fā)送。

1．2 Web服務(wù)器子系統
為了構建Web服務(wù)器子系統，必須找到合適的網(wǎng)絡(luò )功能實(shí)現方法。如圖4所示，系統選用SPI接口的網(wǎng)絡(luò )芯片ENC28J60實(shí)現網(wǎng)絡(luò )MAC和PHY的功能，充分利用LM3S102的外設接口。TPOUT和TPIN端送往隔離變壓器，外接通用的RJ45網(wǎng)口。后續部分將介紹在此硬件平臺上TCP／IP協(xié)議的實(shí)現。

1．3 外設控制子系統
為了實(shí)現對溫室自動(dòng)卷簾的遠程智能升降控制，設計采用PWM控制步進(jìn)電機的方法。步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個(gè)脈沖信號，電機則轉過(guò)一個(gè)步距角。這一線(xiàn)性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機只有周期性的誤差而無(wú)累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機來(lái)控制非常簡(jiǎn)單。接口芯片MPC17529用來(lái)驅動(dòng)步進(jìn)電機。在實(shí)際運用中，可采用各種方法增大后級電路的驅動(dòng)能力，以實(shí)現對重型卷簾門(mén)的自如控制。圖5為電機控制電路的實(shí)現方法。

由于LM3S102的I／O口有限，本設計采用I2C接口擴展I／O口的專(zhuān)用芯片PCA9554。掛接在I2C總線(xiàn)上的該芯片可以擴展出8路GPIO，在演示時(shí)采用用8盞LED燈來(lái)表示溫室電熱器、植物生長(cháng)燈、微管?chē)姷喂?、氣體肥料釋放機等溫室常用設備。實(shí)際應用時(shí)加上繼電器電路以后便可以方便地實(shí)現對溫室中諸多科技農業(yè)控制系統的實(shí)時(shí)控制。電機控制電路如圖6所示。

經(jīng)過(guò)各子系統的硬件設計，LM3S102的片上接口與片內資源得到了充分的利用。