智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

王娟　吳官法

【摘要】在當(dāng)今社會的高速發(fā)展中，我國和歐美發(fā)達國家都在追尋著更為健康的生活方式，其中研究現(xiàn)代新型的農(nóng)業(yè)技術(shù)是步入健康生活的重要一步。歐美國家和我國也加大了在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的研究投入。特別是在農(nóng)業(yè)資源管理，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的監(jiān)管、農(nóng)業(yè)無人管理生產(chǎn)等方向取得了卓越的成果。同時，在民間也逐漸地推廣了很多新型的科研成果，并且有很多的科研成果已經(jīng)應(yīng)用到實際生產(chǎn)中。

【關(guān)鍵詞】智慧農(nóng)業(yè);環(huán)境監(jiān)控;物聯(lián)網(wǎng)

在我國5G技術(shù)和國家政策推動下，農(nóng)業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)化和智慧化迫在眉睫。在智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境系統(tǒng)的硬件方面，STM32單片機是該監(jiān)控系統(tǒng)的核心控制器，即主控核心為單片機，為了完成智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作，設(shè)計了硬件仿真電路，其中硬件仿真電路包括單片機模塊、復(fù)位電路、電源模塊、ZIGBEE模塊、傳感器模塊、按鍵模塊。單片機是組成控制系統(tǒng)的基本要素，每一種控制方案都需要通過單片機來發(fā)出指令，這些指令形成一個個單獨的控制信號，每一個控制信號可單獨的控制每一路控制電路，這樣的話每一路控制電路所應(yīng)付的頻率范圍也是不同的。從而實現(xiàn)真正的獨立自主的運行。因此，讓單片機控制發(fā)生器發(fā)出不同的頻率的來驅(qū)動不同的外圍電路進行不同的工作。然后再以不同的頻率進行控制，就能有效的解決用戶需求的功能。控制系統(tǒng)能夠高效的工作也需要單片機的定時器系統(tǒng)性的工作才能完成。本課題設(shè)計智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢就在于整套系統(tǒng)非常的小巧，但是在進行工作的時候，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，工作效率也很高。在智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的軟件程序中有延時程序，延時程序的功能是實現(xiàn)對輸入信號的消抖作用，使得輸入到控制器中的信號能夠更穩(wěn)定。在單片機中，是實現(xiàn)對兩個無線傳輸模塊信號之間的通信處理，完成對信息的及時傳輸。對于整個智慧農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的軟件部分的編寫，首先是基于單片機硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上完成的。對單片機系

統(tǒng)程序的編寫就是為了實現(xiàn)傳感器收集數(shù)據(jù)之后，會通過電路床給stm32的單片機，在通過單片機燒錄的程序傳送給Zigbee的路由模塊，再從ZigBee傳給協(xié)調(diào)器的這一過程做了規(guī)范化的編程，使用單片機原有的程序語言進行編程。同時基于安卓平臺的手機軟件的程序開發(fā)和編寫。因為單片機系統(tǒng)中安裝了藍牙模塊，所以還要在手機上對藍牙設(shè)備進行配置，同時也要在單片機中進行藍牙設(shè)備連接程序的編寫。使得通過手機能夠查看智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。為了能夠讓智慧農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

系統(tǒng)的主控流程圖如圖所示，在圖中可以看出系統(tǒng)首先會進行初始化，初始化后的系統(tǒng)，傳感器電路將檢測環(huán)境中的溫度和CO濃度、pH值、光照強度、濕度等環(huán)境中的實時情況。然后將信號傳輸給控制中心處理，控制中心將信號處理后發(fā)出控制信號并將所有的信號傳輸給ZIGBEE傳輸模塊，系統(tǒng)將對轉(zhuǎn)換的結(jié)果傳輸給zigbee協(xié)調(diào)器，進行處理最后傳給上位機并對其顯示。

如今，智慧農(nóng)業(yè)已成為行業(yè)發(fā)展的新風(fēng)口，傳統(tǒng)粗放式的農(nóng)業(yè)需要利用大數(shù)據(jù)進行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。通過新一代物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、3S等信息化技術(shù)有效整合省市縣各級涉農(nóng)資源，構(gòu)建一種全新的“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的信息服務(wù)體系，最終實現(xiàn)科學(xué)指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理、政府決策監(jiān)管和社會公眾服務(wù)。智慧農(nóng)業(yè)同樣也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高級階段，是集現(xiàn)在流行的三網(wǎng)合一技術(shù)為一體，依靠安裝部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線的各種傳感節(jié)點比如環(huán)境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等設(shè)備，依靠無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能化。