基于蓝牙模块的便携式蔬菜大棚环境控制系统硬件设计

杨哲明　王立忠　李江军　熊志远

摘要：根据蔬菜生长条件，设计了大棚环境远程控制系统。系统可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，根据检测结果实现温湿度、光照度等自动调整。将检测信息发送到通过手机，利用蓝牙模块实现手机与主控设备之间的通信。用户可通过手机进行生产现场环境进行控制，根据不同作物，所需环境参数可通过键盘或手机进行设置。

关键词：环境 蓝牙 测控 高效农业

中图分类号：TP342 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）09-0012-02

目前我国蔬菜生长所需环境的检测与控制，多数为人工干预完成，智能化程度低，操作麻烦。目前我国的温室大棚控制系统在规模和技术上都获得了长足的发展，但在配套设施的完善程度，生产的稳定性、产业化程度和现代化水平上多为“原生态”，在温室生产环境自动控制方面远落后与发达国家[1-3]。结合上述情况，设计了上述训练项目。

可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，自动控制温室湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机信息终端向管理者推送实时监测信息、报警信息，实现温室大棚信息化、智能化远程管理。

1 系统的构成

实现上述功能，系统硬件部分包括电源模块、温湿度检测模块（空气温湿度、土壤温度）、气体浓度检测模块、光照度检测模块、显示模块、报警模块、无线收发模块、键盘模块、主控模块、驱动模块（喷淋、通风、隔离门等）、手机等手持设备。软件部分包括主程序、温湿度处理、显示、存储、报警等子程序，除此之外软件设计还包含构建作物最佳生长环境模型和温室环境曲线绘制程序等。系统构成如图1所示。

2 单元电路设计

2.1 温湿度检测模块

主控机模块作用是对采集的数据进行处理，采用AT89S52单片机[4]。土壤湿度信号采集及处理电路如图2所示。传感器YL-69得到的模拟电压通过精密半波整流电路进行整流滤波电路滤波，之后通过A/D转换送给单片机处理。

空气温湿度以DHT11数字式传感器作为检测温度的元件，对生产环境的温湿度进行检测，并将输出的数据传送给单片机。检测电路如图3所示。

2.2 气体检测模块

MQ-2气体传感器可测气体种类多，精度也不差，可以满足要求，图4为气体检测电路[6]。

2.3 驱动模块

温度低于设定值时，起动加热。达到设定值停止加热。温度高于设定值时，驱动通风设备，进行降温。此外还可打开隔离门进行通风降温。驱动电路如图5所示。

2.4 无线收发、手持设备及存储模块

手持设备主要采用管理者的手机终端，利用手机的蓝牙模块进行通信，现场主机采集处理后的信息也是通过HC-05主从机一体蓝牙模块进行发送。收发驱动电路如图6所示。

此外还有显示及报警模块、按键电路、报警电路等这里不叙述了。

3 结语

本文根据蔬菜大棚生产环境进行了控制系统的设计，对温湿度、气体浓度进行检测与控制，通过蓝牙模块进行数据的传输，并通过显示器进行显示，有利于提高生产效率，没减轻劳动负担。对于扩大生产有着重要参考价值。

参考文献

[1]陈杰，等编.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2002.8.

[2]杨振江，杜铁军，李群.流行单片机应用子程序及应用实例[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.

[3]张亚红，陈瑞生.日光温室空气湿度环境及除湿技术研究一强制通风的降湿效果及效应[J].宁夏农学院学报，2000，2（12）.

[4]谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计（第2版）[M].北京：清华大学出版社.2009.7.

[5]韩丹翱，王菲.DHT11数字式温湿度传感器的应用性研究[J].电子设计工程，2013.13.

[6]罗亚萍.基于AT89C52单片机的室内有害气体监控系统.山西电子技术，2011.3.