一种嵌入式智能大棚环境检测系统

本发明涉及一种农业大棚环境检测系统，特别是涉及一种嵌入式智能大棚环境检测系统。

背景技术：

1、我国东北黑土是我国最重要的商品粮基地，玉米、水稻、大豆年产量在全国占有很高比重，粮食调出量占全国的三分之一。但因长期过度开发利用、气候变化等多种因素的影响，东北黑土地出现了不同程度退化问题，直接影响到区域粮食产量的稳定。

2、因此，有效的利用土地资源，把农业大棚经营管理好，是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种嵌入式智能大棚环境检测系统，本发明为一种基于物联网模型架构与目标检测技术交叉融合实现大棚里面环境监测管理的系统，在生态大棚内空气环境监测与土壤环境的监测管理上，进行科学化管理，使之实现土地的充分利用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述系统通过物联网4层模型架构与目标检测技术交叉融合实现对大棚内环境监测和环境参数管理；该系统包括核心控制器stm32f103系列单片机、温湿度检测模块、光照度检测模块、co2检测模块、土壤氮磷钾参数测量传感器模块、声光报警电路、rs485通信协议、oled显示模块、无线通讯模块，其中：

4、土壤氮磷钾参数测量模块，对大棚内土壤各项参数指标测量；

5、温湿度检测模块，实时采集大棚温度、湿度信息，并将转换过后的数字量信息输出；

6、光照度检测模块，实时采集大棚光线强度信息，并将模拟量信息输出；

7、空气质量检测模块，实时采集教室内co2浓度信息，并将转换过后的数字量信息输出；

8、oled显示模块，就地显示大棚环境温湿度和空气质量信息，以及时间日期；

9、无线通讯模块，将a/d转换过后的教室环境信息上传到巴法云平台，并将来自巴法云平台的控制指令下发到stm32主控制器；

10、主控制器接收到巴法云信息、以及各环境信息检测模块将环境参数转换过后的数字量信息，将环境信息显示在外接的手机液晶屏上，根据阈值比较和条件判断大棚里面的生态指标达到报警目的；同时将需要在手机app显示的数据通过esp8266 wifi模块上传到巴法云平台，并接收来自巴法云平台的控制命令。

11、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述土壤参数测量传感器测量出来的模拟信号通过rs485通信转uart串口发送到stm32主控制器中。

12、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述温湿度检测模块采用dht11，内部有独立感湿元件和一个ntc测温元件，可以精准检测教室温度、湿度信息，并将模拟量信息转换为数字量信息供stm32主控制器读取。

13、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述光照度检测模块采用光敏电阻传感器，内部分压电路和比较电路能够使其拥有模拟输出和数字输出两种功能，可以精准检测大棚内光线强度，而stm32主控制器读取光线值之后将数据通过esp8266模块上传到手机app上面方便执行下一步操作。

14、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述空气质量检测模块采用co2传感器，可以精准检测教室内co2浓度，stm32主控制器通过oled屏幕将空气质量数据就地显示,然后通过通信协议上传到手机上。

15、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述rs485采用差分信号传输方式，将数据信号转换为电平信号，并通过两条线进行传输；在传输过程中，两条线之间的电压差值代表数据信号，从而实现数据的传输。由于差分信号传输具有抗干扰能力强、传输距离远特点，rs485能够实现长距离、高速率的数据传输，能够将土壤参数测量传感器测量的数据高效，稳定的传输到核心控制器里面。

16、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述oled显示模块采用0.96寸的液晶屏，能够就地显示大棚里面的温湿度和空气质量信息。

17、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述无线通讯模块采用esp8266 wifi无线通讯模块，完成以下两个操作，一是将a/d转换过后的大棚里面的环境信息上传到巴法云平台，二是将来自巴法云平台的控制指令下发到stm32主控制器上，控制系统执行机构运行。

18、所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，所述主控制器采用以arm-cortexm3为内核的stm32f103c8t6，其负责整合土壤参数测量传感器信息、以及各环境信息检测模块将环境参数转换过后的数字量信息，经过内部的分析与处理之后，将环境信息显示在外接的oled液晶屏上方便管理人员就地查看，根据阈值比较和条件判断控制报警系统目的；同时将需要在手机app上显示的数据通过esp8266 wifi模块上传到巴法云平台，以管理人员实时查看大棚里面环境状态，并对下位机发出控制命令。

技术特征：

1.一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述系统通过物联网4层模型架构与目标检测技术交叉融合实现对大棚内环境监测和环境参数管理；该系统包括核心控制器stm32f103系列单片机、温湿度检测模块、光照度检测模块、co2检测模块、土壤氮磷钾参数测量传感器模块、声光报警电路、rs485通信协议、oled显示模块、无线通讯模块，其中：

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述土壤参数测量传感器测量出来的模拟信号通过rs485通信转uart串口发送到stm32主控制器中。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述温湿度检测模块采用dht11，内部有独立感湿元件和一个ntc测温元件，可以精准检测教室温度、湿度信息，并将模拟量信息转换为数字量信息供stm32主控制器读取。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述光照度检测模块采用光敏电阻传感器，内部分压电路和比较电路能够使其拥有模拟输出和数字输出两种功能，可以精准检测大棚内光线强度，而stm32主控制器读取光线值之后将数据通过esp8266模块上传到手机app上面方便执行下一步操作。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述空气质量检测模块采用co2传感器，可以精准检测教室内co2浓度，stm32主控制器通过oled屏幕将空气质量数据就地显示,然后通过通信协议上传到手机上。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述rs485采用差分信号传输方式，将数据信号转换为电平信号，并通过两条线进行传输；在传输过程中，两条线之间的电压差值代表数据信号，从而实现数据的传输。由于差分信号传输具有抗干扰能力强、传输距离远特点，rs485能够实现长距离、高速率的数据传输，能够将土壤参数测量传感器测量的数据高效，稳定的传输到核心控制器里面。

7.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述oled显示模块采用0.96寸的液晶屏，能够就地显示大棚里面的温湿度和空气质量信息。

8.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述无线通讯模块采用esp8266 wifi无线通讯模块，完成以下两个操作，一是将a/d转换过后的大棚里面的环境信息上传到巴法云平台，二是将来自巴法云平台的控制指令下发到stm32主控制器上，控制系统执行机构运行。

9.根据权利要求1所述的一种嵌入式智能大棚环境检测系统，其特征在于，所述主控制器采用以arm-cortexm3为内核的stm32f103c8t6，其负责整合土壤参数测量传感器信息、以及各环境信息检测模块将环境参数转换过后的数字量信息，经过内部的分析与处理之后，将环境信息显示在外接的oled液晶屏上方便管理人员就地查看，根据阈值比较和条件判断控制报警系统目的；同时将需要在手机app上显示的数据通过esp8266 wifi模块上传到巴法云平台，以管理人员实时查看大棚里面环境状态，并对下位机发出控制命令。

技术总结
一种嵌入式智能大棚环境检测系统，涉及一种农业大棚环境检测系统，本发明采用了CO<subgt;2</subgt;传感器，温湿度传感器，光照强度传感器，土壤参数传感器（RS485通信）为检测模块。蜂鸣器为报警模块本系统对大棚内的某些参数超过设定的额定值时会发出报警，并在手机APP上显示红色数据以达到提示效果。ESP8266蓝牙模块为通信传输模块其是将数据与手机相通的桥梁。最后通过巴法云物联网平台发明的手机土壤参数监测APP进行检测数据的传递与呈现，能够更加迅速的对大棚内的生态系统变化时能够更好的观测到其时时变化并做出反应。将测量数据与物联网连在一起通过手机APP显示，其更加方便，智能化。

技术研发人员：曹顺,赵柯
受保护的技术使用者：沈阳化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5