AVR現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)設計

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

針對不同的參數(shù)監(jiān)控要求，進行以下幾個功能模塊的設計。

2.1 參數(shù)采集模塊

DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對MEGA128單片機來說，硬件上不支持單總線協(xié)議，因此，必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。并對讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 采用DS18B20設計的溫度參數(shù)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。模擬電壓信號通過單片機MEGA128的PA0口進行A/D轉(zhuǎn)換，如圖3所示。

CO₂濃度采集模塊見圖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，MG811元件相當于一個電池，其AB兩端會輸出電壓信號，根據(jù)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，開發(fā)光照采集系統(tǒng)和光譜范圍可調(diào)的光照控制系統(tǒng)，可以方便地應用在不同類型的植物補光場合。照度采集模塊見圖5。