基于GPRS的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的設計

蔣鼎國

摘要：采用８９Ｃ５１單片機、ＧＰＲＳ模塊ＳＩＭ３００、溫度傳感器ＡＤ５９０、濕度傳感器ＨＭ１５００設計基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據用戶設定參數(shù)自動采集現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據，并根據設定溫濕度極限值報警，同時采集數(shù)據經過ＧＰＲＳ網絡傳送至上位機進行存儲及處理，從而實現(xiàn)對溫室溫濕度的實時監(jiān)測。系統(tǒng)檢測精度高、使用簡單、成本較低，工作穩(wěn)定可靠，可以降低蔬菜大棚的現(xiàn)場監(jiān)測成本，有助于提高農作物的產量。

關鍵詞：傳感器；ＧＰＲＳ；溫室大棚；監(jiān)控系統(tǒng)；溫度；濕度

中圖分類號：Ｓ１２６； ＴＰ３９３文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０14）09－2153-03

GPRS-Based Designing Temperature and Humidity Monitoring System of Greenhouse

JIANG Ding-guo

(Department of Science and Technology, Huaiyin Institute of Technology, Huai'an 223003, Jiangsu, China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ： The temperature and humidity monitoring system of greenhouse based on GPRS using 89C51 MCU, GPRS module SIM300, AD590 temperature sensor, humidity sensor HM1500 was established. The system could achieve automatically acquisition of the field environment data by setting parameters of user, and alarm according to the setting temperature and humidity' limit at the same time. The acquisition data could be sent to the host computer through the GPRS network for processing and storage to realize real-time monitoring of temperature and humidity of the greenhouse. The whole system was typical of high precision, simple to use, low cost, stable and reliable work, which could reduce the field monitoring cost of greenhouse, help to raise the yield of crops.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： sensor; GPRS; greenhouse; monitoring system; temperature; humidity

２１世紀以來，綠色蔬菜大棚生產技術在中國推廣發(fā)展起來，大棚成為了各種反季節(jié)蔬菜的主要生產設施。在對蔬菜大棚的管理過程中，對其環(huán)境的監(jiān)控是最重要的一個環(huán)節(jié)［１，２］，溫室監(jiān)控的重點在于協(xié)調控制作物生長的小氣候。目前，對于蔬菜大棚的環(huán)境監(jiān)控，大多數(shù)還沿用人工值守的方法來實現(xiàn)，該方法浪費了大量的人力物力，除此之外，極少數(shù)的自動監(jiān)控系統(tǒng)也通常采用專門的通信線路實現(xiàn)，但費用昂貴，不適應廣大農民的需求，而且這些方法對蔬菜大棚的環(huán)境控制效果均不太理想，從而常常導致由于溫濕度控制不當而造成的作物減產，給菜農帶來了極大的損失［３，４］。為此，提出了基于無線通信ＧＰＲＳ的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，通過實時采集農業(yè)大棚內空氣的溫度、濕度環(huán)境參數(shù)，來控制自動開啟或者關閉指定的環(huán)境調節(jié)設備，再將環(huán)境參數(shù)通過ＧＰＲＳ傳輸至上位機，以實現(xiàn)對溫室的遠程監(jiān)控與管理。這種基于農業(yè)蔬菜大棚的智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以為農業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據和有效手段。

１系統(tǒng)總體設計

基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計見圖１。系統(tǒng)由８９Ｃ５１單片機、Ａ／Ｄ轉換電路、溫度檢測電路、濕度檢測電路及控制系統(tǒng)組成。在工作過程中，由溫度檢測電路、濕度檢測電路將現(xiàn)場溫度及濕度轉換成電壓信號，該模擬電壓信號經ＡＤＣ０８０９轉換后進入８９Ｃ５１單片機，一方面，單片機通過程序比較輸入溫度與設定溫度來控制風扇或電爐驅動電路；另一方面，再比較輸入濕度與設定濕度來控制噴水電路。同時，以上采集的溫室大棚環(huán)境現(xiàn)場數(shù)據通過ＧＰＲＳ設備發(fā)布給進行總控管理的上位機終端及種植戶的移動電話，從而實現(xiàn)對大棚內植物生長溫度及土壤和空氣濕度的監(jiān)控，并實現(xiàn)對超過正常溫度、濕度范圍的狀況進行實時處理，使大棚環(huán)境得到良好控制。

２系統(tǒng)溫濕度采集模塊

２．１溫度檢測及電平轉換電路

設計中采用的溫度傳感器為ＡＤ５９０，這是美國Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ公司生產的一種電流型二端溫度傳感器［５，６］，由于ＡＤ５９０精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，被廣泛應用于諸如測溫和熱電偶的冷端補償?shù)炔煌臏囟瓤刂茍龊稀?/p>

溫度檢測及電平轉換電路見圖２。在設計測溫電路時，首先應將電流轉換成電壓，由于ＡＤ５９０為電流輸出元件，其溫度每升高１ Ｋ，電流就增加１ μＡ，因此，當ＡＤ５９０的電流通過一個１０ ｋΩ的電阻時，這個電阻上的壓降為１０ ｍＶ，即轉換成１０ ｍＶ／Ｋ，為了使此電阻阻值精確到０．１％，可用一個９．６ ｋΩ的電阻與一個１ ｋΩ電位器串聯(lián)，然后通過調節(jié)電位器來獲得精確的１０ ｋΩ。圖２所示的就是一個電流／電壓和絕對／攝氏溫標的轉換電路，其中運算放大器Ｕ１Ａ被接成電壓跟隨器形式，以增加信號的輸入阻抗，而運放Ｕ１Ｂ的作用是把絕對溫標轉換成攝氏溫標，給Ｕ１Ｂ的同相輸入端輸入一個恒定的電壓（如１．２３５ Ｖ），然后將此電壓放大到２．７３ Ｖ。這樣，Ｕ１Ａ與Ｕ１Ｂ輸出端之間的電壓即為轉換成的攝氏溫標。若將ＡＤ５９０放入冰水混合溶液中，Ｕ１Ａ同相輸入端的電壓應為２．７３Ｖ，同樣使Ｕ１Ｂ的輸出電壓也為２．７３Ｖ，因此Ｕ１Ａ與Ｕ１Ｂ兩輸出端之間的電壓為２．７３－２．７３＝０ Ｖ，即對應于０ ℃。使用Ａ／Ｄ轉換芯片ＡＤＣ０８０９對其進行采集，使用單片機的ＷＲ信號輸出脈沖觸發(fā)ＡＤ轉換，使用ＩＮＴ１接收Ａ／Ｄ轉換器的轉換結束指示信號，觸發(fā)數(shù)據讀操作，電路上使用Ｐ２口讀取數(shù)據。

２．２濕度檢測電路

濕度測量過程主要利用濕度傳感器ＨＭ１５００實現(xiàn)［７］，ＨＭ１５００屬于通用型的濕敏傳感器，其內部由ＨＳ１１０１型濕敏電容構成的橋式振蕩器、低通濾波器和放大器組成，能輸出與相對濕度呈線性的直流電壓信號，其輸出阻抗為７０ Ω，測量范圍為５％～９９％ ＲＨ，輸出電壓范圍為１～４ Ｖ，相對濕度為５５％時的標稱輸出電壓２．４８ Ｖ。濕度測量電路如圖３所示。在測量過程中，由ＨＭ１５００的３腳輸出１～４ Ｖ的電壓接入同相放大器Ｕ１Ｃ，調節(jié)１ Ｋ滑動變阻器保證當同相放大器輸入電壓為２．４８ Ｖ時，輸出電壓為２．７５ Ｖ，從而使得ＶＯ經后端ＡＤ采集電壓值只需乘２運算后，即可得到對應濕度值。

３風扇、電爐、噴水裝置及鍵盤控制電路

３．１風扇、電爐、噴水裝置控制電路

電爐的基本控制電路如圖４所示。當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)大棚中溫度低于規(guī)定極限值時，單片機Ｐ１．７口將輸出控制信號“１”，使光耦Ｐ（４Ｎ３５）的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，繼電器（ＭＣ１４１３）吸合，２２０ Ｖ電源輸入至ＶＯ，為電爐回路供電，加熱裝置開始工作，從而保證棚內溫度升高。換氣扇、水幕降溫裝置與電爐加溫裝置類似，不同之處在于繼電器吸合提供的電源不同，如水幕降溫裝置只需使用直流電源打開電磁水閥即可。

３．２鍵盤控制電路

鍵盤控制電路如圖５所示。其中，ＡＮ１為溫濕度功能轉換鍵；ＡＮ４為設定值與當前值顯示功能轉換鍵（即當ＡＮ４按鍵按下一次時，顯示溫濕度設定值，當ＡＮ４按鍵按下二次時，顯示溫濕度當前值）；ＡＮ２為溫濕度設定值加１鍵；ＡＮ３為設定值減１鍵。對４個按鍵的檢測采用軟件查詢和外部中斷結合方式來完成，在工作過程中，只要任何一個按鍵按下，即通過與門向８０３１的ＩＮＴ０引腳發(fā)送中斷請求碼，然后在對應的中斷服務程序中讀Ｐ０口，以此來判斷被按下按鍵號。

４ＧＰＲＳ模塊傳輸系統(tǒng)設計

４．１ＧＰＲＳ接口與數(shù)據通信

通信用ＧＰＲＳ模塊采用ＳＩＭ３００，ＳＩＭ３００是一種完善的即插即用三頻／四頻ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模塊［８］，支持用戶定制的ＭＭＩ和鍵盤／ＬＣＤ，內嵌強大的ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧。由于ＧＰＲＳ模塊使用４線制ＲＳ２３２接口模式［８］，因此，在設計其接口電路時，需要使用１片ＭＡＸ２３２芯片實現(xiàn)４線制的串口ＵＡＲＴ，其中包括ＲＸＤ、ＴＸＤ、ＲＴＳ和ＣＴＳ，并分別使用ＭＡＸ２３２ＣＰＥ芯片的４路電平轉換電路實現(xiàn)其電氣協(xié)議的轉換，具體電路如圖６所示。其中，ＲＸＤ、ＴＸＤ分別完成數(shù)據收發(fā)，ＲＴＳ和ＣＴＳ分別是單片機的發(fā)送請求信號和ＧＰＲＳ的應答信號。

在工作過程中，系統(tǒng)將每個周期采集到的８組（１６字節(jié)）數(shù)據存儲在內存中，并根據設定好的數(shù)據發(fā)送門限來決定發(fā)送時刻，當采集到的數(shù)據量達到發(fā)送門限時，８個通道的數(shù)據將被封裝成一定格式的數(shù)據包，同時，ＧＰＲＳ模塊的一次數(shù)據發(fā)送過程被啟動，該數(shù)據被發(fā)送至遠端數(shù)據處理用計算機。

４．２基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸程序設計

基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸流程如圖７所示。首先，單片機進行系統(tǒng)資源初始化，然后進行ＧＰＲＳ模塊初始化，根據ＧＰＲＳ通信特點，利用串口發(fā)送ＡＴ指令對ＧＰＲＳ進行初始化并對遠端數(shù)據服務進行連接，從而建立數(shù)據通路，最后啟動數(shù)據采集過程，在數(shù)據采集過程中，通過編程實現(xiàn)根據不同通道信號的特點選擇不同的模擬量范圍和采樣方式，同時啟動轉換，當數(shù)據全部轉換結束后調用數(shù)據發(fā)送程序，并通過ＧＰＲＳ模塊發(fā)送到指定網站進行數(shù)據處理。

５小結

采用主控芯片８９Ｃ５１單片機以及ＧＰＲＳ模塊ＳＩＭ３００、溫度傳感器ＡＤ５９０、濕度傳感器ＨＭ１５００設計基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對大棚里植物生長的溫濕度參數(shù)進行檢測、監(jiān)控，可以對棚內環(huán)境溫濕度參數(shù)進行預設，對現(xiàn)場溫濕度參數(shù)進行實時顯示，對超過正常溫濕度范圍的狀況進行實時處理，并可以利用ＧＰＲＳ無線通信技術將棚內環(huán)境數(shù)據進行實時遠程傳輸，為進一步的存儲和處理打下良好基礎?；冢牵校遥拥臏厥掖笈餃貪穸缺O(jiān)控系統(tǒng)長時間工作穩(wěn)定可靠，該系統(tǒng)在設施農業(yè)溫室大棚溫濕度監(jiān)測中的運用，可以使反季節(jié)蔬菜及花卉生產等有效進行，具有一定的市場價值和良好的發(fā)展前景。

參考文獻：

［１］ 樊楊鎏，李琨，李靜．無線分布式溫度測控系統(tǒng)的設計及應用［Ｊ］．昆明理工大學學報（理工版），２００６，３１（５）：４８－５１．

［２］ 蔣園園，宋良圖．農田遠程數(shù)據采集系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)［Ｊ］．自動化與儀器儀表，２００７（６）：１８－１９．

［３］ 李嚴．蔬菜大棚溫濕度智能控制器設計［Ｊ］．農機使用與維修，２０１２（４）：５５－５８．

［４］ 余華芳，吳志東，林智濤．蔬菜溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng)［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１１，３９（２８）：１７６０１－１７６０３．

［５］ 岳青，張海輝，盧博友．基于ＷＳＮ的溫室環(huán)境監(jiān)測節(jié)點設計［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（３０）：１７２１９－１７２２１，１７２５４．

［６］ 梁春英，王熙，懷寶付，等．ＣＡＮ總線在溫室多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的應用［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（１５）：８２０４－８２０５．

［７］ 王文成，常發(fā)亮．溫室大棚溫濕度無線測控系統(tǒng)［Ｊ］．儀表技術與傳感器，２０１１（３）：９８－１０３．

［８］ 李立揚，王華斌，白鳳山．基于ＺｉｇBｅｅ和ＧＰＲＳ網絡的溫室大棚無線監(jiān)測系統(tǒng)設計［Ｊ］．計算機測量與控制，２０１２，２０（１２）：３１４８－３１５０．

３風扇、電爐、噴水裝置及鍵盤控制電路

３．１風扇、電爐、噴水裝置控制電路

電爐的基本控制電路如圖４所示。當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)大棚中溫度低于規(guī)定極限值時，單片機Ｐ１．７口將輸出控制信號“１”，使光耦Ｐ（４Ｎ３５）的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，繼電器（ＭＣ１４１３）吸合，２２０ Ｖ電源輸入至ＶＯ，為電爐回路供電，加熱裝置開始工作，從而保證棚內溫度升高。換氣扇、水幕降溫裝置與電爐加溫裝置類似，不同之處在于繼電器吸合提供的電源不同，如水幕降溫裝置只需使用直流電源打開電磁水閥即可。

３．２鍵盤控制電路

鍵盤控制電路如圖５所示。其中，ＡＮ１為溫濕度功能轉換鍵；ＡＮ４為設定值與當前值顯示功能轉換鍵（即當ＡＮ４按鍵按下一次時，顯示溫濕度設定值，當ＡＮ４按鍵按下二次時，顯示溫濕度當前值）；ＡＮ２為溫濕度設定值加１鍵；ＡＮ３為設定值減１鍵。對４個按鍵的檢測采用軟件查詢和外部中斷結合方式來完成，在工作過程中，只要任何一個按鍵按下，即通過與門向８０３１的ＩＮＴ０引腳發(fā)送中斷請求碼，然后在對應的中斷服務程序中讀Ｐ０口，以此來判斷被按下按鍵號。

４ＧＰＲＳ模塊傳輸系統(tǒng)設計

４．１ＧＰＲＳ接口與數(shù)據通信

通信用ＧＰＲＳ模塊采用ＳＩＭ３００，ＳＩＭ３００是一種完善的即插即用三頻／四頻ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模塊［８］，支持用戶定制的ＭＭＩ和鍵盤／ＬＣＤ，內嵌強大的ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧。由于ＧＰＲＳ模塊使用４線制ＲＳ２３２接口模式［８］，因此，在設計其接口電路時，需要使用１片ＭＡＸ２３２芯片實現(xiàn)４線制的串口ＵＡＲＴ，其中包括ＲＸＤ、ＴＸＤ、ＲＴＳ和ＣＴＳ，并分別使用ＭＡＸ２３２ＣＰＥ芯片的４路電平轉換電路實現(xiàn)其電氣協(xié)議的轉換，具體電路如圖６所示。其中，ＲＸＤ、ＴＸＤ分別完成數(shù)據收發(fā)，ＲＴＳ和ＣＴＳ分別是單片機的發(fā)送請求信號和ＧＰＲＳ的應答信號。

在工作過程中，系統(tǒng)將每個周期采集到的８組（１６字節(jié)）數(shù)據存儲在內存中，并根據設定好的數(shù)據發(fā)送門限來決定發(fā)送時刻，當采集到的數(shù)據量達到發(fā)送門限時，８個通道的數(shù)據將被封裝成一定格式的數(shù)據包，同時，ＧＰＲＳ模塊的一次數(shù)據發(fā)送過程被啟動，該數(shù)據被發(fā)送至遠端數(shù)據處理用計算機。

４．２基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸程序設計

基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸流程如圖７所示。首先，單片機進行系統(tǒng)資源初始化，然后進行ＧＰＲＳ模塊初始化，根據ＧＰＲＳ通信特點，利用串口發(fā)送ＡＴ指令對ＧＰＲＳ進行初始化并對遠端數(shù)據服務進行連接，從而建立數(shù)據通路，最后啟動數(shù)據采集過程，在數(shù)據采集過程中，通過編程實現(xiàn)根據不同通道信號的特點選擇不同的模擬量范圍和采樣方式，同時啟動轉換，當數(shù)據全部轉換結束后調用數(shù)據發(fā)送程序，并通過ＧＰＲＳ模塊發(fā)送到指定網站進行數(shù)據處理。

５小結

采用主控芯片８９Ｃ５１單片機以及ＧＰＲＳ模塊ＳＩＭ３００、溫度傳感器ＡＤ５９０、濕度傳感器ＨＭ１５００設計基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對大棚里植物生長的溫濕度參數(shù)進行檢測、監(jiān)控，可以對棚內環(huán)境溫濕度參數(shù)進行預設，對現(xiàn)場溫濕度參數(shù)進行實時顯示，對超過正常溫濕度范圍的狀況進行實時處理，并可以利用ＧＰＲＳ無線通信技術將棚內環(huán)境數(shù)據進行實時遠程傳輸，為進一步的存儲和處理打下良好基礎?；冢牵校遥拥臏厥掖笈餃貪穸缺O(jiān)控系統(tǒng)長時間工作穩(wěn)定可靠，該系統(tǒng)在設施農業(yè)溫室大棚溫濕度監(jiān)測中的運用，可以使反季節(jié)蔬菜及花卉生產等有效進行，具有一定的市場價值和良好的發(fā)展前景。

參考文獻：

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［３］ 李嚴．蔬菜大棚溫濕度智能控制器設計［Ｊ］．農機使用與維修，２０１２（４）：５５－５８．

［４］ 余華芳，吳志東，林智濤．蔬菜溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng)［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１１，３９（２８）：１７６０１－１７６０３．

［５］ 岳青，張海輝，盧博友．基于ＷＳＮ的溫室環(huán)境監(jiān)測節(jié)點設計［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（３０）：１７２１９－１７２２１，１７２５４．

［６］ 梁春英，王熙，懷寶付，等．ＣＡＮ總線在溫室多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的應用［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（１５）：８２０４－８２０５．

［７］ 王文成，常發(fā)亮．溫室大棚溫濕度無線測控系統(tǒng)［Ｊ］．儀表技術與傳感器，２０１１（３）：９８－１０３．

［８］ 李立揚，王華斌，白鳳山．基于ＺｉｇBｅｅ和ＧＰＲＳ網絡的溫室大棚無線監(jiān)測系統(tǒng)設計［Ｊ］．計算機測量與控制，２０１２，２０（１２）：３１４８－３１５０．

３風扇、電爐、噴水裝置及鍵盤控制電路

３．１風扇、電爐、噴水裝置控制電路

電爐的基本控制電路如圖４所示。當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)大棚中溫度低于規(guī)定極限值時，單片機Ｐ１．７口將輸出控制信號“１”，使光耦Ｐ（４Ｎ３５）的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，繼電器（ＭＣ１４１３）吸合，２２０ Ｖ電源輸入至ＶＯ，為電爐回路供電，加熱裝置開始工作，從而保證棚內溫度升高。換氣扇、水幕降溫裝置與電爐加溫裝置類似，不同之處在于繼電器吸合提供的電源不同，如水幕降溫裝置只需使用直流電源打開電磁水閥即可。

３．２鍵盤控制電路

鍵盤控制電路如圖５所示。其中，ＡＮ１為溫濕度功能轉換鍵；ＡＮ４為設定值與當前值顯示功能轉換鍵（即當ＡＮ４按鍵按下一次時，顯示溫濕度設定值，當ＡＮ４按鍵按下二次時，顯示溫濕度當前值）；ＡＮ２為溫濕度設定值加１鍵；ＡＮ３為設定值減１鍵。對４個按鍵的檢測采用軟件查詢和外部中斷結合方式來完成，在工作過程中，只要任何一個按鍵按下，即通過與門向８０３１的ＩＮＴ０引腳發(fā)送中斷請求碼，然后在對應的中斷服務程序中讀Ｐ０口，以此來判斷被按下按鍵號。

４ＧＰＲＳ模塊傳輸系統(tǒng)設計

４．１ＧＰＲＳ接口與數(shù)據通信

通信用ＧＰＲＳ模塊采用ＳＩＭ３００，ＳＩＭ３００是一種完善的即插即用三頻／四頻ＧＳＭ／ＧＰＲＳ模塊［８］，支持用戶定制的ＭＭＩ和鍵盤／ＬＣＤ，內嵌強大的ＴＣＰ／ＩＰ協(xié)議棧。由于ＧＰＲＳ模塊使用４線制ＲＳ２３２接口模式［８］，因此，在設計其接口電路時，需要使用１片ＭＡＸ２３２芯片實現(xiàn)４線制的串口ＵＡＲＴ，其中包括ＲＸＤ、ＴＸＤ、ＲＴＳ和ＣＴＳ，并分別使用ＭＡＸ２３２ＣＰＥ芯片的４路電平轉換電路實現(xiàn)其電氣協(xié)議的轉換，具體電路如圖６所示。其中，ＲＸＤ、ＴＸＤ分別完成數(shù)據收發(fā)，ＲＴＳ和ＣＴＳ分別是單片機的發(fā)送請求信號和ＧＰＲＳ的應答信號。

在工作過程中，系統(tǒng)將每個周期采集到的８組（１６字節(jié)）數(shù)據存儲在內存中，并根據設定好的數(shù)據發(fā)送門限來決定發(fā)送時刻，當采集到的數(shù)據量達到發(fā)送門限時，８個通道的數(shù)據將被封裝成一定格式的數(shù)據包，同時，ＧＰＲＳ模塊的一次數(shù)據發(fā)送過程被啟動，該數(shù)據被發(fā)送至遠端數(shù)據處理用計算機。

４．２基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸程序設計

基于ＧＰＲＳ的數(shù)據采集傳輸流程如圖７所示。首先，單片機進行系統(tǒng)資源初始化，然后進行ＧＰＲＳ模塊初始化，根據ＧＰＲＳ通信特點，利用串口發(fā)送ＡＴ指令對ＧＰＲＳ進行初始化并對遠端數(shù)據服務進行連接，從而建立數(shù)據通路，最后啟動數(shù)據采集過程，在數(shù)據采集過程中，通過編程實現(xiàn)根據不同通道信號的特點選擇不同的模擬量范圍和采樣方式，同時啟動轉換，當數(shù)據全部轉換結束后調用數(shù)據發(fā)送程序，并通過ＧＰＲＳ模塊發(fā)送到指定網站進行數(shù)據處理。

５小結

采用主控芯片８９Ｃ５１單片機以及ＧＰＲＳ模塊ＳＩＭ３００、溫度傳感器ＡＤ５９０、濕度傳感器ＨＭ１５００設計基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對大棚里植物生長的溫濕度參數(shù)進行檢測、監(jiān)控，可以對棚內環(huán)境溫濕度參數(shù)進行預設，對現(xiàn)場溫濕度參數(shù)進行實時顯示，對超過正常溫濕度范圍的狀況進行實時處理，并可以利用ＧＰＲＳ無線通信技術將棚內環(huán)境數(shù)據進行實時遠程傳輸，為進一步的存儲和處理打下良好基礎。基于ＧＰＲＳ的溫室大棚溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)長時間工作穩(wěn)定可靠，該系統(tǒng)在設施農業(yè)溫室大棚溫濕度監(jiān)測中的運用，可以使反季節(jié)蔬菜及花卉生產等有效進行，具有一定的市場價值和良好的發(fā)展前景。

參考文獻：

［１］ 樊楊鎏，李琨，李靜．無線分布式溫度測控系統(tǒng)的設計及應用［Ｊ］．昆明理工大學學報（理工版），２００６，３１（５）：４８－５１．

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［３］ 李嚴．蔬菜大棚溫濕度智能控制器設計［Ｊ］．農機使用與維修，２０１２（４）：５５－５８．

［４］ 余華芳，吳志東，林智濤．蔬菜溫室大棚溫濕度控制系統(tǒng)［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１１，３９（２８）：１７６０１－１７６０３．

［５］ 岳青，張海輝，盧博友．基于ＷＳＮ的溫室環(huán)境監(jiān)測節(jié)點設計［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（３０）：１７２１９－１７２２１，１７２５４．

［６］ 梁春英，王熙，懷寶付，等．ＣＡＮ總線在溫室多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)中的應用［Ｊ］．安徽農業(yè)科學，２０１０，３８（１５）：８２０４－８２０５．

［７］ 王文成，常發(fā)亮．溫室大棚溫濕度無線測控系統(tǒng)［Ｊ］．儀表技術與傳感器，２０１１（３）：９８－１０３．

［８］ 李立揚，王華斌，白鳳山．基于ＺｉｇBｅｅ和ＧＰＲＳ網絡的溫室大棚無線監(jiān)測系統(tǒng)設計［Ｊ］．計算機測量與控制，２０１２，２０（１２）：３１４８－３１５０．