AVR現代設施農業(yè)的監控系統設計

2 系統結構設計

針對不同的參數監控要求，進(jìn)行以下幾個(gè)功能模塊的設計。

2.1 參數采集模塊

DS18B20采用的是1－Wire總線(xiàn)協(xié)議方式，即在一根數據線(xiàn)實(shí)現數據的雙向傳輸，而對MEGA128單片機來(lái)說(shuō)，硬件上不支持單總線(xiàn)協(xié)議，因此，必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線(xiàn)的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對DS18B20芯片的訪(fǎng)問(wèn)。并對讀寫(xiě)的數據位有著(zhù)嚴格的時(shí)序要求。所有時(shí)序都是將主機作為主設備，單總線(xiàn)器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動(dòng)啟動(dòng)寫(xiě)時(shí)序開(kāi)始，如果要求單總線(xiàn)器件回送數據，在進(jìn)行寫(xiě)命令后，主機需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。 采用DS18B20設計的溫度參數采集模塊如圖2所示。

 圖2 溫度采集模塊 圖3 濕度采集模塊

濕度采集模塊采用了CHTM-02NA型濕度傳感器，輸出模擬電壓信號0-3V，濕度測量范圍10% - 95%RH。模擬電壓信號通過(guò)單片機MEGA128的PA0口進(jìn)行A/D轉換，如圖3所示。

CO₂濃度采集模塊見(jiàn)圖4，外部+6VDC電壓給H-H端加熱元件加熱，當其表面溫度足夠高時(shí)，MG811元件相當于一個(gè)電池，其AB兩端會(huì )輸出電壓信號，根據該電壓信號的大小可測量CO₂濃度。

圖4 CO₂濃度采集模塊 圖5 照度采集模塊

針對LED對作物的補光照射的優(yōu)勢，開(kāi)發(fā)光照采集系統和光譜范圍可調的光照控制系統，可以方便地應用在不同類(lèi)型的植物補光場(chǎng)合。照度采集模塊見(jiàn)圖5。