實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)

摘要 隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與日常生活逐漸緊密相關(guān)，越來越多的農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化處理，大大節(jié)省了人力物力，有效提高農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的管理效率，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域管理復(fù)雜、不能有效監(jiān)控農(nóng)業(yè)溫濕度的問題，本文利用人工智能技術(shù)，基于STM32嵌入式設(shè)備有效對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并采取智能化管理模式，構(gòu)建智能化農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及智能化處理。 本文主要實(shí)現(xiàn)的工作如下： (1)針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度不能實(shí)時(shí)監(jiān)控，導(dǎo)致農(nóng)作物過熱產(chǎn)量下降的問題，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于STM32嵌入式設(shè)備，利用溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)合風(fēng)扇有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)降溫處理。(2)針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的濕度不能有效監(jiān)控，導(dǎo)致農(nóng)作物旱死或澇死問題，基于STM32嵌入式設(shè)備，利用濕度傳感器有效監(jiān)控環(huán)境濕度，設(shè)計(jì)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)灌溉，又或是切換模式，實(shí)行定時(shí)灌溉。關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；溫度監(jiān)控；濕度監(jiān)控；STM32

AbstractWiththecontinuousadvancementofartificialintelligencetechnology,theInternetofThingstechnologyisgraduallycloselyrelatedtodailylife.Moreandmoreagriculturaldetectionandcontrolsystemsrealizeintelligentprocessing,whichgreatlysavesmanpowerandmaterialresources,effectivelyimprovesmanagementefficiencyintheagriculturalfield,andpromotesindustrialRapiddevelopment.Inordertosolvetheproblemofcomplexmanagementinthetraditionalagriculturalfieldandunabletoeffectivelymonitoragriculturaltemperatureandhumidity,thisarticleusesartificialintelligencetechnologytoeffectivelymonitorthegrowthenvironmentofagriculturalproductsinrealtimebasedonSTM32embeddeddevicesandadoptsintelligentmanagementmodetobuildanintelligentagriculturalmonitoringsystemRealizereal-timemonitoringandintelligentprocessingofthesystem.Themainworkofthisarticleisasfollows:(1)Aimingattheproblemthatthetemperatureofthecropgrowthenvironmentintheagriculturalfieldcannotbemonitoredinrealtime,resultinginthereductionofcropoverheating,combinedwiththeInternetofThingstechnology,basedontheSTM32embeddeddevice,thetemperaturesensorisusedtomonitortheambienttemperaturedatainrealtime,themotordrivecircuitisdesigned,andthefanEffectivelyreducethetemperatureofcrops.(2)Thehumidityofthecropgrowthenvironmentintheagriculturalfieldcannotbeeffectivelymonitored,resultingintheproblemofdroughtorwaterloggingofcrops.BasedontheSTM32embeddeddevice,ahumiditysensorisusedtoeffectivelymonitortheenvironmentalhumidity,andarelaydrivecircuitisdesignedtoeffectivelyimplementregularirrigationofcrops,orswitchmodesandimplementtimedirrigation.Keywords:InternetofThings;Temperaturemonitoring;Humiditymonitoring;STM32目錄1.緒論 1.緒論1.1研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為新一代通信領(lǐng)域中不可缺失的一部分，慢慢發(fā)展到萬(wàn)物互聯(lián)程度。物理網(wǎng)技術(shù)的定義可通過全球定位技術(shù)、嵌入式傳感器、紅外熱像、激光掃描等信息化處理，通過某種規(guī)定的協(xié)議，將生活中的物體與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，采集物體的狀態(tài)及信息，通過互聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)對(duì)物體進(jìn)行智能化監(jiān)控、定位及管理。現(xiàn)階段隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值不斷提高，農(nóng)業(yè)也是國(guó)民立身生存之基礎(chǔ)，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，大多依賴于人力、物力，結(jié)合過往經(jīng)驗(yàn)，對(duì)農(nóng)作物灌溉施肥，不但耗費(fèi)了大量人力物力，出現(xiàn)懈怠疏忽時(shí)，也會(huì)造成水資源及農(nóng)產(chǎn)品作料的大量浪費(fèi)，不利于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展?，F(xiàn)階段，隨著物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合大量農(nóng)用設(shè)備應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域越發(fā)廣泛，為農(nóng)作物物聯(lián)網(wǎng)及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。以前，傳統(tǒng)種植農(nóng)作物時(shí)，主要依賴前人相傳的經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)天氣對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行固定天數(shù)的灌溉，對(duì)于干旱與下雨天，不同程度的相隔多長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行灌溉。針對(duì)農(nóng)作物上滋生的害蟲及病變，農(nóng)戶們也需根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)，酌情使用農(nóng)藥進(jìn)行殺蟲處理及病變醫(yī)治。但現(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品與智能化相結(jié)合，可實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物生長(zhǎng)，采集生長(zhǎng)環(huán)境的數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)智能化處理，使農(nóng)作物生長(zhǎng)于舒適穩(wěn)定的環(huán)境中，解決過往利用經(jīng)驗(yàn)灌溉施肥不當(dāng)引起的問題和不足。以前，傳統(tǒng)種植模式下，干旱天或暴雨天，需要人為觀看土地的狀態(tài)，根據(jù)農(nóng)作物的水分吸收程度，來人為決定農(nóng)作物的灌溉程度，而現(xiàn)在結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，只需要檢測(cè)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫濕度參量，智能化灌溉澆水，極大效率的提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，并且有效控制農(nóng)作物的生長(zhǎng)周期，同時(shí)也極大促進(jìn)了萬(wàn)物互聯(lián)的農(nóng)業(yè)普及率。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)智能化，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與通訊技術(shù)，在農(nóng)作物的生長(zhǎng)過程中，結(jié)合多種傳感器、通訊技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中的采集智能化、智能化分析以及控制一體化處理，實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫度、濕度等，通過通訊技術(shù)將參數(shù)傳輸?shù)街骺啬K，由控制系統(tǒng)采取相應(yīng)的降溫及繼電器控制灌溉處理，為物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供極大的幫助。2013年，英國(guó)政府最先發(fā)展農(nóng)業(yè)智能化，首先提出“農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略方案”，該方案的首要目的是采用智能化技術(shù)解放人力物力，大大提高農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量。首次農(nóng)業(yè)領(lǐng)域與智能化、信息化、數(shù)字化相結(jié)合，政府專門成立英國(guó)農(nóng)業(yè)智能化負(fù)責(zé)小組，小組委員負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)智能化整體戰(zhàn)略方案，在智能化農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展過程中，統(tǒng)一進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理、統(tǒng)一分配工作，實(shí)現(xiàn)種植智能化、農(nóng)作物培養(yǎng)智能化，快速發(fā)展了智慧農(nóng)業(yè)。緊接著美國(guó)開展智慧農(nóng)業(yè)的部署，針對(duì)自身地廣人稀，不能有效管理農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)展，政府大力建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)，擴(kuò)大農(nóng)村智能化管理的規(guī)模，增大農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)家家戶戶網(wǎng)絡(luò)智能化，更便捷的實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)。慢慢伴隨智能化設(shè)備普遍使用，政府開始大規(guī)模的將互聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，構(gòu)建農(nóng)業(yè)智能化，農(nóng)產(chǎn)品設(shè)備也迅速的發(fā)展，種植農(nóng)戶借助全球GPS定位系統(tǒng)，搭建農(nóng)業(yè)智能化平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)的智能化監(jiān)管，極大推動(dòng)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，有助于農(nóng)作物的生長(zhǎng)。法國(guó)因自身的氣候與天然的自然環(huán)境，非常適合農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)。同時(shí)，法國(guó)自身的科技水平發(fā)展也處于領(lǐng)先，政府正大力的支持構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)。根據(jù)相關(guān)政策，法國(guó)政府也預(yù)想去構(gòu)建一個(gè)“智慧農(nóng)業(yè)”大國(guó)的智能化體系，具體實(shí)現(xiàn)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)際的農(nóng)業(yè)種植和灌溉相結(jié)合，農(nóng)戶便可以在家遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)業(yè)種植環(huán)境，隨時(shí)隨地查看環(huán)境是否適宜農(nóng)作物的生長(zhǎng)，足不出戶的實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的灌溉與降溫，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效了解農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)。日本自身人數(shù)較少，大量的農(nóng)作物種植及收成缺少大量勞動(dòng)力，政府針對(duì)其人數(shù)不足問題，努力發(fā)展信息技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品信息數(shù)據(jù)庫(kù)，不斷收集及農(nóng)產(chǎn)品豐收的環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，了解各國(guó)之間的農(nóng)業(yè)生長(zhǎng)情況，為自身的農(nóng)業(yè)智能化做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。我國(guó)，農(nóng)業(yè)智能化技術(shù)相對(duì)起步較晚，最開始時(shí)候，政府為了促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，從國(guó)外購(gòu)買智能化設(shè)備，因我國(guó)的土壤與氣候條件與國(guó)外天氣相差較大，設(shè)備的普適性較差。但近幾年來，我國(guó)的科技水平不斷上升，并且不斷吸取學(xué)習(xí)國(guó)外推廣的智能化農(nóng)業(yè)案例，逐漸優(yōu)化自身的通信技術(shù)與傳感器類型，逐漸我國(guó)的農(nóng)業(yè)智能化逐步上漲，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶管理人員能夠遠(yuǎn)程查看農(nóng)作物的環(huán)境參量，足不出戶的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。其中最有代表性的農(nóng)業(yè)智能化成果案例為甘肅省蘭州市的榆中縣，響應(yīng)政府的號(hào)召，大力推廣“農(nóng)業(yè)領(lǐng)域互聯(lián)網(wǎng)+”模式，在農(nóng)村的土地間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，逐漸實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)智能化管理。1.3論文的主要研究?jī)?nèi)容針對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中耗費(fèi)人力物力，管理不方便、生長(zhǎng)環(huán)境不可控的不足，本文通過了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的智能化發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)后，分析實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)智能化設(shè)計(jì)的技術(shù)方案與實(shí)現(xiàn)路線，基于STM32嵌入式單片機(jī)構(gòu)建一套農(nóng)業(yè)智能化檢測(cè)控制系統(tǒng)，主要研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面：(1)基于STM32的復(fù)位電路及電源模塊構(gòu)建主控制系統(tǒng)，結(jié)合溫度傳感器與濕度傳感器構(gòu)建環(huán)境實(shí)時(shí)采集子系統(tǒng)，結(jié)合電機(jī)與繼電器控制電路構(gòu)建實(shí)時(shí)控制農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境子系統(tǒng)。(2)利用溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)檢測(cè)閾值超過設(shè)定的范圍值，結(jié)合風(fēng)扇有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)降溫處理。(3)利用濕度傳感器有效監(jiān)控環(huán)境濕度，設(shè)計(jì)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，當(dāng)檢測(cè)閾值超過預(yù)先設(shè)定的范圍值時(shí)，利用繼電器控制電路，有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)灌溉。1.4論文結(jié)構(gòu)與內(nèi)容本文根據(jù)農(nóng)業(yè)智能化的實(shí)際內(nèi)容，實(shí)際章節(jié)安排如下所示。第一章為緒論部分，主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合農(nóng)業(yè)智能化監(jiān)測(cè)控制的研究背景，闡述了國(guó)內(nèi)外對(duì)智慧農(nóng)業(yè)的研究現(xiàn)狀，同時(shí)根據(jù)國(guó)內(nèi)外背景構(gòu)建本文的主要研究?jī)?nèi)容及開展的方向，最后分開描述了論文的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容。第二章為系統(tǒng)的整體規(guī)劃方案與實(shí)施的關(guān)鍵性技術(shù)，主要包括了論文系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)原則，系統(tǒng)微處理器的選型以及本系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)。第三章主要介紹了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)規(guī)劃方案，按照系統(tǒng)整體的硬件方案，分別分析并介紹了子系統(tǒng)各個(gè)硬件電路的組成部分，主要為主控制系統(tǒng)的組件例如復(fù)位電路、晶振、電源模塊等信息，以及子系統(tǒng)的電機(jī)硬件電路、繼電器硬件電路、溫濕度傳感器的硬件電路、OLED顯示電路。第四章主要介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃方案，首先闡述了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的需求分析，根據(jù)各模塊的硬件電路構(gòu)建基于STM32的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的軟件、OLED的軟件設(shè)計(jì)。并結(jié)合軟件方案進(jìn)行整體測(cè)試。第五章為總結(jié)與展望，簡(jiǎn)要描述了論文開展的主要研究?jī)?nèi)容，并對(duì)系統(tǒng)自身的不足之處提出了改進(jìn)，開展了未來展望。2.系統(tǒng)的整體需求及關(guān)鍵技術(shù)2.1系統(tǒng)的整體需求本論文實(shí)現(xiàn)的農(nóng)業(yè)智能化管理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的溫濕度進(jìn)行監(jiān)控，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的溫濕度控制系統(tǒng)，能夠有效的管理農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，構(gòu)建農(nóng)作物生長(zhǎng)的適宜環(huán)境，推動(dòng)農(nóng)業(yè)智能化檢測(cè)與控制的發(fā)展。溫度和濕度對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)具有極大的作用，當(dāng)溫度較高時(shí)，害蟲滋生率以及農(nóng)產(chǎn)品病變率直線上漲，而溫度相對(duì)較低時(shí)，農(nóng)產(chǎn)品果實(shí)的生長(zhǎng)率又會(huì)大大受減，大大影響農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。當(dāng)濕度較高的時(shí)候，農(nóng)產(chǎn)品會(huì)過澇，影響產(chǎn)量與產(chǎn)值。濕度較低的時(shí)候，農(nóng)產(chǎn)品自身枝葉吸水又會(huì)受影響，水分過少會(huì)影響農(nóng)作物自身的生長(zhǎng)與結(jié)果，不利于生長(zhǎng)發(fā)育。總的來說，不管是濕度值還是溫度值過高或過低都會(huì)不利于農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)發(fā)育，影響其產(chǎn)量。本文設(shè)計(jì)的智能化農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的實(shí)際狀況研究得到以下需求：需要實(shí)時(shí)采集農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境的溫度與濕度參量（2）在每個(gè)參量的采集傳輸顯示后，需要設(shè)計(jì)主控制系統(tǒng)，對(duì)環(huán)境參量設(shè)置相應(yīng)的閾值，其閾值的設(shè)定根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的實(shí)際的生長(zhǎng)適宜性（3）可以在顯示系統(tǒng)中實(shí)時(shí)查看采集的閾值，設(shè)計(jì)環(huán)境降溫與灌溉控制子系統(tǒng)，有效實(shí)時(shí)的面對(duì)環(huán)境溫度過高或濕度較低時(shí)采取相應(yīng)的措施。2.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則(1)系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要指系統(tǒng)完成實(shí)現(xiàn)設(shè)定的指令，不受環(huán)境影響，能夠達(dá)到預(yù)期規(guī)劃的能力。本文的農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要充分考慮好各個(gè)傳感器之間的合作性，元器件內(nèi)部的電子特性能否達(dá)到系統(tǒng)規(guī)劃的要求，并且數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)會(huì)不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失問題，硬件設(shè)計(jì)部分考慮原理圖布線的規(guī)范性，以及硬件系統(tǒng)的抗干擾能力。(2)整體規(guī)劃簡(jiǎn)單方便本系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)階段，要考慮系統(tǒng)的簡(jiǎn)易性以及用戶的接受性。同時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單方便并且易于操作，降低了專業(yè)術(shù)語(yǔ)接受的難度性，提高用戶的學(xué)習(xí)速度，可以大大吸引系統(tǒng)的實(shí)用者，更有助于農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的推廣，為農(nóng)業(yè)智能化發(fā)展提供較大的助力。（3）性價(jià)比系統(tǒng)的性價(jià)比部分也是系統(tǒng)選型的重要考慮因素，元器件的選型在相同的價(jià)錢下，選用性能穩(wěn)定、功耗較低的元器件，或者性能相同的情況下選用價(jià)錢較低的元器件，可以大大節(jié)省預(yù)算。如果同等功能下，分別使用硬件電路和軟件設(shè)計(jì)都能實(shí)現(xiàn)的條件下，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以選擇軟件設(shè)計(jì)，節(jié)省系統(tǒng)的成本預(yù)算，節(jié)省開銷，提高農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的性價(jià)比。 2.3微處理器的選擇微處理器設(shè)計(jì)是農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的核心主控部分，其性能好壞直接決定著整個(gè)控制系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，是否達(dá)到預(yù)期的實(shí)現(xiàn)目的。同時(shí)微處理器的選型也要滿足農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性、性價(jià)比較高等特性。農(nóng)戶根據(jù)傳感器采集的環(huán)境參數(shù)，傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)，微處理根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)的分析作出判斷，針對(duì)性的對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制，有效的控制風(fēng)扇電機(jī)或灌溉控制的繼電器開關(guān)，進(jìn)行有效降溫灌溉，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的智能化管理控制。當(dāng)下使用率與穩(wěn)定性較高的處理器芯片有FPGA、DSP以及單片機(jī)等，而不同的處理器芯片對(duì)農(nóng)業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的作用也是不同的。下面對(duì)比這三種芯片，根據(jù)其穩(wěn)定性、可靠性及性價(jià)比選擇本系統(tǒng)的控制芯片。FPGA全稱為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，內(nèi)部電路由GAL、CPAD等可編程邏輯器件組成，同時(shí)作為集成電路的代表性控制芯片，F(xiàn)PGA的出現(xiàn)解決了電路內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生的問題。FPGA內(nèi)部電路主要由三部分構(gòu)成，輸入單元、輸出單元以及模塊間的構(gòu)線連接。使用者根據(jù)預(yù)先設(shè)想的邏輯電路，對(duì)其內(nèi)部邏輯模塊進(jìn)行修改，對(duì)其輸入模塊以及輸出模塊進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，針對(duì)邏輯電路中門電路較少引起的資源不足問題，改變FPGA的工作狀態(tài)，不需要更換其功能，修改內(nèi)部芯片的程序即可改變硬件電路的形成。達(dá)到使用程序改變電路模塊的目的。FPGA自身的資源豐富，功能擴(kuò)展性較強(qiáng)，但是其芯片自身的成本過高，并且不利于開發(fā)者簡(jiǎn)便上手，不是本農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的合理選擇。DSP全稱為數(shù)字信號(hào)處理器，常常對(duì)相關(guān)輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)變換處理，其內(nèi)部電路主要由超大規(guī)模的集成電路構(gòu)建完成，以較短時(shí)間內(nèi)處理大量信號(hào)而聞名。DSP內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)，具體內(nèi)部的數(shù)據(jù)控制器與指令控制器分開工作，指令數(shù)據(jù)分開處理存儲(chǔ)，從而使輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)吞吐量大大提高，極大節(jié)省了處理時(shí)間，提高運(yùn)行效率。同時(shí)DSP內(nèi)部電路由大量的累加器以及乘法器構(gòu)建而成，數(shù)據(jù)處理運(yùn)算量特別快，每秒鐘可運(yùn)算上億次數(shù)據(jù)；同時(shí)具有較多的硬件寄存器，并可以同時(shí)支持直接尋址、間接尋址以及寄存器尋址等三種尋址方式，資源廣闊，這樣可以保證數(shù)據(jù)間的實(shí)時(shí)處理，又能大大提高數(shù)據(jù)的傳輸速度。但唯一不足為上手較為復(fù)雜，操作繁瑣。單片機(jī)又被稱為單片微型控制器，是一種集合中央處理器、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、EEPROM、不同定時(shí)器以及各個(gè)I/O口的集成電路控制器。相較于FPGA、DSP等處理器，單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性價(jià)比高、功耗較低、穩(wěn)定性較強(qiáng)的功能。而常用的單片機(jī)又根據(jù)其地址位與數(shù)據(jù)位之間的寬度不同分為8位、16位和32位單片機(jī)。不同位數(shù)的單片機(jī)也決定著其性能的高低，常用的32位處理器中，又以STM32使用率及性價(jià)比低、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用率較高，資源更加豐富，并且官方開發(fā)的庫(kù)函數(shù)為開發(fā)者提供極大的便利性，上手簡(jiǎn)單易懂，內(nèi)部大量的寄存器，為開發(fā)者構(gòu)建農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)提供極大的便利性。STM32處理器作為ARM處理器的一種，市場(chǎng)應(yīng)用率以及技術(shù)開發(fā)率都是首屈一指。內(nèi)核為Cortex-M3，內(nèi)部資源豐富，性能穩(wěn)定，代碼的可移植性較強(qiáng)，同時(shí)具有功耗低、性價(jià)比較高等有優(yōu)勢(shì)，本文考慮農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與預(yù)期目標(biāo)，結(jié)合設(shè)計(jì)原則，最終選定了型號(hào)為STM32F103C8T6的處理器作為本文的主控芯片，其原理圖引腳如下圖2.1所示，其優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)如下：圖2.1STM32F103的最小系統(tǒng)內(nèi)核：基于哈佛結(jié)構(gòu)的Cortex-M3內(nèi)核，晶振為12MHz，通過鎖相環(huán)倍頻6倍，工作頻率達(dá)到72MHz，資源豐富，能夠快速計(jì)算指令程序的與和或操作，完成硬件間的乘法。存儲(chǔ)器：內(nèi)部電路集成大小為512KB的Flash處理器，同時(shí)具備ROM與RAM處理器，處理速度較快。主控處理器的功耗低，具有內(nèi)部時(shí)鐘模塊，管理外設(shè)的時(shí)鐘開關(guān)，進(jìn)而控制每個(gè)外設(shè)的功耗。資源較多，STM32片上處理器具有豐富的I/O口，可以擴(kuò)展實(shí)時(shí)處理傳感器的數(shù)據(jù)以及同時(shí)串行降低環(huán)境溫度以及及時(shí)灌溉。外設(shè)比較豐富，處理器的外設(shè)擴(kuò)展性較強(qiáng)，同時(shí)通信協(xié)議的支撐性以及可延展性較強(qiáng)，支持大量的通信協(xié)議，例如SPI、CAN、USB、IIC、串口等。除了以上優(yōu)點(diǎn)之外，STM32的電源模塊的組成較為廣泛，可利用電源模塊從3.6-12V之內(nèi)電壓調(diào)節(jié)供電處理，同時(shí)開發(fā)語(yǔ)言也是開發(fā)者使用率較高的C語(yǔ)言，開發(fā)性較強(qiáng)。2.4本章小結(jié)本章根據(jù)農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的實(shí)際情況描述了系統(tǒng)的整體需求，同時(shí)提出了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)原則，從FPGA、DSP以及單片機(jī)對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行了處理器選型，根據(jù)其功耗性以及性價(jià)比對(duì)比，選取了32位單片機(jī)STM32作為本系統(tǒng)的主控芯片，并詳細(xì)介紹了其優(yōu)勢(shì)與原理圖，能夠有效穩(wěn)定的完成系統(tǒng)處理。3.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1總體硬件的設(shè)計(jì)方案本文設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)主要由三部分組成：主控模塊、環(huán)境溫濕度參量采集子系統(tǒng)、適宜農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境控制子系統(tǒng)。其中主控模塊主要根據(jù)傳輸?shù)臏貪穸葏⒘?，同時(shí)將溫濕度參量實(shí)時(shí)顯示在OLED顯示屏上，根據(jù)實(shí)際農(nóng)作物生長(zhǎng)狀況設(shè)定相應(yīng)閾值，同時(shí)設(shè)定自動(dòng)模式以及定時(shí)模式，根據(jù)閾值的設(shè)置及時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)；環(huán)境溫濕度參量采集子系統(tǒng)，主要是結(jié)合溫度傳感器以及濕度傳感器不斷采集環(huán)境的參量，通過I/O口通信技術(shù)傳輸?shù)街骺啬K；環(huán)境控制系統(tǒng)主要是接受到主控模塊的相應(yīng)指令后，控制風(fēng)扇電機(jī)以及繼電器控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的降溫與灌溉處理。其中硬件主控系統(tǒng)采用STM32主控模塊，采集的環(huán)境參量為農(nóng)作物的溫度與濕度，選用的傳感器為DHT11濕度傳感器以及DS18B20溫度傳感器。具體流程圖如3.1所示。圖3.1系統(tǒng)的主流程圖3.2基于STM32的主控模塊本控制系統(tǒng)采用STM32F103C8T6作為控制處理器，能夠?qū)崟r(shí)處理分析接受環(huán)境溫濕度，農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的主要模塊主要由電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、溫度傳感器采集模塊、濕度傳感器采集模塊以及OLED溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示模塊。其外圍電路的結(jié)構(gòu)圖如3.2所示。圖3.2基于STM32的農(nóng)業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)硬件框圖3.2.1電源模塊電源模塊負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電及能量的運(yùn)轉(zhuǎn)，電源模型設(shè)計(jì)的好壞直接決定著系統(tǒng)的穩(wěn)定性工作以及元器件的使用壽命問題，不僅考慮到各模塊的正常工作電壓?jiǎn)栴}，還要充分的考慮好不同電壓之間的信號(hào)差產(chǎn)生的干擾性問題。電源模塊設(shè)計(jì)原則主要包括考慮模塊子系統(tǒng)輸入的電流、電壓及功率。本設(shè)計(jì)考慮電機(jī)及繼電器的工作電壓范圍采用MP2303A降壓芯片構(gòu)建5V穩(wěn)壓電路，具體原理圖如下圖3.3所示。同時(shí)考慮到溫度傳感器與濕度傳感器的工作穩(wěn)定性，采用LM1117芯片構(gòu)建3.3V穩(wěn)壓芯片，如圖3.4所示。圖3.35V穩(wěn)壓電路圖3.43.3V穩(wěn)壓電路本文采用MP2303A與LM1117作為降壓芯片，其內(nèi)部都包含固定的穩(wěn)壓器以及穩(wěn)定的頻率振蕩器，可以結(jié)合較少的元器件構(gòu)建穩(wěn)定降壓電路，同時(shí)大大減小電路面積。同時(shí)該芯片內(nèi)部攜帶電壓保護(hù)電路，能夠限制電壓及電流的不穩(wěn)定，因此此器件的選型是構(gòu)建穩(wěn)定電路的基礎(chǔ)。3.2.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)電機(jī)工作主要由內(nèi)部線圈的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的電流進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)栓子的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)栓子上的線圈平行于電路磁場(chǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)子受到的磁場(chǎng)力將會(huì)發(fā)生變化，從而改變轉(zhuǎn)子末端的電刷方向，這樣電刷自身上線圈電流方向相應(yīng)改變，但實(shí)際電流產(chǎn)生的洛倫茲力并沒有變化，我們生活中?？匆姷碾姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)只保持一個(gè)方向。而電機(jī)的工作原理也是電刷線圈會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生交變，配合電刷的不斷換向。電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)本文選取的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)298N，因其自身驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定，價(jià)格較為低廉，開發(fā)簡(jiǎn)單，被開發(fā)者廣泛接受。具體的驅(qū)動(dòng)硬件電路如圖3.5所示。圖3.5L298N硬件控制電路3.2.3繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)為了更好的對(duì)農(nóng)產(chǎn)品環(huán)境實(shí)現(xiàn)灌溉控制目的，本控制系統(tǒng)考慮使用繼電器進(jìn)行灌溉的開關(guān)控制。繼電器主要有安全保護(hù)電路及自動(dòng)調(diào)節(jié)開關(guān)的工作，內(nèi)部電路導(dǎo)通后，自動(dòng)打開灌溉澆水開關(guān)，利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，當(dāng)濕度達(dá)到一定程度后，繼電器內(nèi)部電路關(guān)閉，使農(nóng)作物灌溉停止。本系統(tǒng)采用型號(hào)為JQC-3F的繼電器模塊，在硬件設(shè)計(jì)電路中需要加入二極管及PN結(jié)進(jìn)行保護(hù)，起到抗干擾的功能。通過控制系統(tǒng)對(duì)繼電器模塊的有效開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的有效灌溉，從而對(duì)環(huán)境的濕度參量進(jìn)行相應(yīng)的控制。具體繼電器的硬件電路如下圖3.6所示。圖3.6繼電器硬件控制電路3.2.4溫濕度傳感器的硬件電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)選用的溫濕度傳感器的型號(hào)為DHT11，是市面上使用率較高的溫濕度傳感器。其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要由一個(gè)簡(jiǎn)易的溫度測(cè)試元件以及電阻式的感濕元件組成，采集濕度參量穩(wěn)定性較高，可靠性更強(qiáng)。因其體積較小，操作簡(jiǎn)單，功耗低等優(yōu)勢(shì)被開發(fā)者使用頻率較高，同時(shí)與STM32主控芯片搭配，性能更高。下圖3.7為DHT11溫濕度傳感器實(shí)物圖像。圖3.8為電路的硬件原理圖。圖3.7DHT11濕度傳感器實(shí)物圖圖3.8DHT11濕度傳感器硬件原理圖3.2.5OLED顯示模塊的電路設(shè)計(jì)OLED，全稱為有機(jī)發(fā)光二極管。顯示屏自身通過IIC通信協(xié)議軟件驅(qū)動(dòng)，不需要背光源的引導(dǎo)，自發(fā)光、并且內(nèi)部二極管視角光，自身屏幕厚度較薄，對(duì)比度較高，內(nèi)部電路信號(hào)反應(yīng)速度快而聞名。傳統(tǒng)LCD需要背光顯示，但OLED自身發(fā)光。下面圖3.9為OLED的硬件電路圖。圖3.9OLED顯示屏硬件原理圖3.3本章小結(jié)本章依據(jù)總體硬件設(shè)計(jì)方案，分別介紹了農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的硬件組成電路，著重?cái)⑹隽烁鱾€(gè)模塊的硬件電路，具體包含電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、繼電器的驅(qū)動(dòng)電路、溫濕度傳感器的硬件電路圖以及OLED顯示屏的硬件電路，分別詳細(xì)描述了選型的考量性，并介紹了其組成電路及自身器件工作優(yōu)勢(shì)，各模塊的硬件組成電路為控制系統(tǒng)的正常工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。4.系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的需求分析農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的軟件部分對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的完成起到不可缺少的一部分，為了達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)功能的穩(wěn)定性及實(shí)時(shí)性，本文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的軟件部分的子系統(tǒng)進(jìn)行討論，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能主要有以下幾個(gè)部分：（1）數(shù)據(jù)的采集模塊：基于溫濕度傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)采集，整合數(shù)據(jù)傳輸?shù)街骺叵到y(tǒng)。（2）數(shù)據(jù)的顯示模塊：數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臏貪穸葦?shù)據(jù)，經(jīng)主控系統(tǒng)軟件驅(qū)動(dòng)后，借助OLED模塊實(shí)時(shí)顯示環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)（3）數(shù)據(jù)的處理模塊：數(shù)據(jù)采集模塊傳輸?shù)臏貪穸葦?shù)據(jù)，經(jīng)主控系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境設(shè)定相應(yīng)閾值進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，當(dāng)超過閾值向環(huán)境控制模塊發(fā)出指令。（4）環(huán)境控制模塊：電機(jī)與繼電器驅(qū)動(dòng)電路，接收到主控系統(tǒng)發(fā)送的降溫及灌溉指令，對(duì)相應(yīng)設(shè)備發(fā)出控制指令，及時(shí)進(jìn)行農(nóng)作物的降溫及灌溉。4.2STM32數(shù)據(jù)采集模塊軟件設(shè)計(jì)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊的主要實(shí)現(xiàn)功能為借助結(jié)合A/D技術(shù)，采用溫濕度傳感器實(shí)時(shí)采集環(huán)境溫濕度，并向主控系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。首先，軟件設(shè)計(jì)中需要先對(duì)傳感器進(jìn)行初始化操作，避免傳感器數(shù)據(jù)的冗雜，首先軟件程序調(diào)用DHT11_Read_Data()函數(shù)，先控制單片機(jī)讀取溫濕度傳感器采集到的模擬信號(hào)，經(jīng)過一段時(shí)間的采樣保持，調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)，將傳感器采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)字信號(hào)的Buffer位進(jìn)行讀取環(huán)境的溫濕度，然后通過I/O的形式，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊TM32單片機(jī)主控模塊。具體的程序設(shè)計(jì)如圖4.1所示。圖4.1溫濕度傳感器軟件程序設(shè)計(jì)4.3OLED數(shù)據(jù)顯示模塊軟件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)當(dāng)溫濕度傳感器采集環(huán)境溫濕度，并通過I/O口傳輸后，通過OLED顯示模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示環(huán)境的溫濕度信息。在顯示模塊中，首先STM32單片機(jī)通過IIC通訊技術(shù)與OLED軟件驅(qū)動(dòng)相連接，軟件組成部分通過Write_IIC_Command()與Write_IIC_Data()實(shí)現(xiàn)IIC技術(shù)間的通信功能。OLED成功驅(qū)動(dòng)后，溫濕度數(shù)據(jù)傳輸過來，便調(diào)用OLED模塊的字符顯示模塊OLED_ShowString()函數(shù)進(jìn)行溫濕度的顯示，因?yàn)樽詈髮?shí)現(xiàn)的字符串顯示，所以需要將溫濕度數(shù)字信息轉(zhuǎn)化成字符串信息進(jìn)行顯示。具體軟件實(shí)現(xiàn)如下圖4.2所示。圖4.2溫濕度顯示模塊軟件程序設(shè)計(jì)4.4環(huán)境控制模塊軟件設(shè)計(jì) 環(huán)境控制模塊實(shí)現(xiàn)的功能為：?jiǎn)纹瑱C(jī)設(shè)置控制系統(tǒng)分為定時(shí)模式與自動(dòng)模式兩種模式，定時(shí)模式下，管理人員可根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)習(xí)慣、自己喜好來進(jìn)行數(shù)據(jù)的設(shè)定，定時(shí)開啟電機(jī)或繼電器進(jìn)行降溫灌溉處理；自動(dòng)模式下，STM32單片機(jī)系統(tǒng)控制系統(tǒng)根據(jù)農(nóng)作物自身生長(zhǎng)狀況設(shè)置相應(yīng)的閾值，溫濕度實(shí)時(shí)采集傳輸，當(dāng)檢測(cè)超過某一閾值后，STM32控制系統(tǒng)通過相應(yīng)的I/O口技術(shù)控制電機(jī)及繼電器工作。并且電機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)是單片機(jī)通過I/O輸出PWM，對(duì)風(fēng)扇電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，當(dāng)溫度超過設(shè)定范圍內(nèi)，電機(jī)進(jìn)行PWM調(diào)節(jié)，根據(jù)溫度范圍調(diào)整轉(zhuǎn)速，對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)檢測(cè)環(huán)境溫度低于某一范圍內(nèi)，關(guān)閉電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)濕度低于設(shè)定閾值后，STM32單片機(jī)通過I/O口對(duì)繼電器進(jìn)行打開，進(jìn)而控制灌溉開關(guān)的開啟，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行灌溉，當(dāng)環(huán)境濕度超過一定的閾值后，控制繼電器閉合，灌溉停止。對(duì)于環(huán)境的溫度控制軟件部分如下圖4.3所示，對(duì)于環(huán)境的濕度控制軟件部分如下圖4.4所示。圖4.3溫度過高電機(jī)控制的軟件程序設(shè)計(jì)圖4.4濕度度過低繼電器控制的軟件程序設(shè)計(jì)4.5系統(tǒng)的實(shí)物測(cè)試完成農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)后，需要對(duì)系統(tǒng)的子系統(tǒng)組合整體驗(yàn)證測(cè)試，當(dāng)各個(gè)子系統(tǒng)都正常顯示溫濕度后，滿足系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)方案，農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的檢測(cè)才算具有可靠性和穩(wěn)定性。本文上電后，整體測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)實(shí)物電路正常按照預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)進(jìn)行，溫度過高時(shí)，風(fēng)扇開啟，環(huán)境溫度降低；濕度過低時(shí)，繼電器開關(guān)打開，正常進(jìn)行灌溉處理。農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的實(shí)物正常工作圖，如下圖4.5所示。4.5農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)實(shí)物正常工作圖5.總結(jié)與展望5.1總結(jié)本文基于STM32設(shè)計(jì)一套智能化的農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，包含了硬件電路原理圖的設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)的軟件程序的編寫。論文主要完成的功能如下所示：(1)根據(jù)控制系統(tǒng)的總體方案，確定了本系統(tǒng)的微處理器、溫濕度傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、穩(wěn)壓芯片以及繼電器驅(qū)動(dòng)芯片的選型，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。(2)針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度不能實(shí)時(shí)監(jiān)控，導(dǎo)致農(nóng)作物過熱產(chǎn)量下降的問題，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于STM32嵌入式設(shè)備，利用溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控環(huán)境溫度數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)合風(fēng)扇有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)降溫處理。(3)針對(duì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的濕度不能有效監(jiān)控，導(dǎo)致農(nóng)作物旱死或澇死問題，基于STM32嵌入式設(shè)備，利用濕度傳感器有效監(jiān)控環(huán)境濕度，設(shè)計(jì)繼電器驅(qū)動(dòng)電路，有效對(duì)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)定時(shí)灌溉。(4)設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示模塊，采用OLED顯示屏實(shí)時(shí)顯示溫濕度傳感器采集的溫濕度參數(shù)。(5)同時(shí)控制模塊設(shè)置兩種模式，定時(shí)模式下，可定時(shí)定量調(diào)控環(huán)境的溫度與濕度；自動(dòng)模式下，借助STM32微處理器，智能化自動(dòng)調(diào)節(jié)環(huán)境的溫濕度參量。5.2展望本文設(shè)計(jì)的農(nóng)業(yè)檢測(cè)控制系統(tǒng)，在一定程度上有效控制環(huán)境的溫濕度參量，為農(nóng)作物生長(zhǎng)提供舒適的生長(zhǎng)環(huán)境，但仍有一些不足，尚需改進(jìn)。具體有以下內(nèi)容：(1)環(huán)境參量的檢測(cè)對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境的檢測(cè)參量雖然系統(tǒng)能夠檢測(cè)溫濕度，但仍缺乏參量，不夠全方位的實(shí)現(xiàn)環(huán)境的調(diào)控，未來可設(shè)計(jì)更全面的采集子系統(tǒng)，額外采集環(huán)境的光照值、土壤的PH值等參量，更全面的滿足智慧農(nóng)業(yè)的需求。(2)農(nóng)作物種植模式單一農(nóng)業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)缺乏重要的農(nóng)業(yè)知識(shí)庫(kù)，可以設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)智能化權(quán)威專家平臺(tái)，借助一些農(nóng)業(yè)專家更專業(yè)更權(quán)威的農(nóng)業(yè)種植方式，可遠(yuǎn)程咨詢及指導(dǎo)，更大的提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，推進(jìn)祖國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展。參考文獻(xiàn) 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一、準(zhǔn)備工作:

如何重裝電腦系統(tǒng)

首先，在啟動(dòng)電腦的時(shí)候按住DELETE鍵進(jìn)入BIOS，選擇AdvancedBIOSFeatures選項(xiàng)，按Enter鍵進(jìn)入設(shè)置程序。選擇FirstBootDevice選項(xiàng)，然后按鍵盤上的PageUp或PageDown鍵將該項(xiàng)設(shè)置為CD-ROM，這樣就可以把系統(tǒng)改為光盤啟動(dòng)。

其次，退回到主菜單，保存BIOS設(shè)置。（保存方法是按下F10，然后再按Y鍵即可）

1.準(zhǔn)備好WindowsXPProfessional簡(jiǎn)體中文版安裝光盤,并檢查光驅(qū)是否支持自啟動(dòng)。

2.可能的情況下，在運(yùn)行安裝程序前用磁盤掃描程序掃描所有硬盤檢查硬盤錯(cuò)誤并進(jìn)行修復(fù)，否則安裝程序運(yùn)行時(shí)如檢查到有硬盤錯(cuò)誤即會(huì)很麻煩。

3.用紙張記錄安裝文件的產(chǎn)品密匙(安裝序列號(hào))。

4.可能的情況下，用驅(qū)動(dòng)程序備份工具(如:驅(qū)動(dòng)精靈2004V1.9Beta.exe)將原WindowsXP下的所有驅(qū)動(dòng)程序備份到硬盤上(如∶F:Drive)。最好能記下主板、網(wǎng)卡、顯卡等主要硬件的型號(hào)及生產(chǎn)廠家，預(yù)先下載驅(qū)動(dòng)程序備用。

5.如果你想在安裝過程中格式化C盤或D盤(建議安裝過程中格式化C盤)，請(qǐng)備份C盤或D盤有用的數(shù)據(jù)。

二、用光盤啟動(dòng)系統(tǒng):

(如果你已經(jīng)知道方法請(qǐng)轉(zhuǎn)到下一步),重新啟動(dòng)系統(tǒng)并把光驅(qū)設(shè)為第一啟動(dòng)盤,保存設(shè)置并重啟。將XP安裝光盤放入光驅(qū),重新啟動(dòng)電腦。剛啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)如下圖所示時(shí)快速按下回車鍵，否則不能啟動(dòng)XP系統(tǒng)光盤安裝。如果你不知道具體做法請(qǐng)參考與這相同的-->如何進(jìn)入純DOS系統(tǒng):

光盤自啟動(dòng)后,如無(wú)意外即可見到安裝界面,將出現(xiàn)如下圖1所示

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全中文提示,“要現(xiàn)在安裝WindowsXP,請(qǐng)按ENTER”，按回車鍵后,出現(xiàn)如下圖2所示

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許可協(xié)議,這里沒有選擇的余地，按“F8”后如下圖3

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這里用“向下或向上”方向鍵選擇安裝系統(tǒng)所用的分區(qū)，如果你已格式化C盤請(qǐng)選擇C分區(qū)，選擇好分區(qū)后按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖4所示

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這里對(duì)所選分區(qū)可以進(jìn)行格式化,從而轉(zhuǎn)換文件系統(tǒng)格,或保存現(xiàn)有文件系統(tǒng),有多種選擇的余地,但要注意的是NTFS格式可節(jié)約磁盤空間提高安全性和減小磁盤碎片但同時(shí)存在很多問題MacOS和98/Me下看不到NTFS格式的分區(qū),在這里選“用FAT文件系統(tǒng)格式化磁盤分區(qū)(快),按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖5所示

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格式化C盤的警告,按F鍵將準(zhǔn)備格式化c盤,出現(xiàn)下圖6所示

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由于所選分區(qū)C的空間大于2048M(即2G),FAT文件系統(tǒng)不支持大于2048M的磁盤分區(qū),所以安裝程序會(huì)用FAT32文件系統(tǒng)格式對(duì)C盤進(jìn)行格式化,按“Enter”鍵回車，出現(xiàn)下圖7所示

查看原圖圖7中正在格式化C分區(qū);只有用光盤啟動(dòng)或安裝啟動(dòng)軟盤啟動(dòng)XP安裝程序,才能在安裝過程中提供格式化分區(qū)選項(xiàng)；如果用MS-DOS啟動(dòng)盤啟動(dòng)進(jìn)入DOS下,運(yùn)行i386\winnt進(jìn)行安裝XP時(shí),安裝XP時(shí)沒有格式化分區(qū)選項(xiàng)。格式化C分區(qū)完成后,出現(xiàn)下圖8所示

被過濾廣告

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圖8中開始復(fù)制文件,文件復(fù)制完后，安裝程序開始初始化Windows配置。然后系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)在15秒后重新啟動(dòng)。重新啟動(dòng)后,出現(xiàn)下圖9所示

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9

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過5分鐘后，當(dāng)提示還需33分鐘時(shí)將出現(xiàn)如下圖10

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區(qū)域和語(yǔ)言設(shè)置選用默認(rèn)值就可以了，直接點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖11

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這里輸入你想好的姓名和單位，這里的姓名是你以后注冊(cè)的用戶名，點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖12

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如果你沒有預(yù)先記下產(chǎn)品密鑰（安裝序列號(hào)）就大件事啦！這里輸入安裝序列號(hào)，點(diǎn)“下一步”按鈕，出現(xiàn)如下圖13

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安裝程序自動(dòng)為你創(chuàng)建又長(zhǎng)又難看的計(jì)算機(jī)名稱,自己可任意更改，輸入兩次系統(tǒng)管理員密碼，請(qǐng)記住這個(gè)密碼，Administrator系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)中具有最高權(quán)限，平時(shí)登陸系統(tǒng)不需要這個(gè)帳號(hào)。接著點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖14

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日期和時(shí)間設(shè)置不用講,選北京時(shí)間，點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖15

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開始安裝,復(fù)制系統(tǒng)文件、安裝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，很快出現(xiàn)如下圖16

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讓你選擇網(wǎng)絡(luò)安裝所用的方式，選典型設(shè)置點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖17

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點(diǎn)“下一步”出現(xiàn)如下圖18

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繼續(xù)安裝，到這里后就不用你參與了，安裝程序會(huì)自動(dòng)完成全過程。安裝完成后自動(dòng)重新啟動(dòng)，出現(xiàn)啟動(dòng)畫面，如下圖19

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第一次啟動(dòng)需要較長(zhǎng)時(shí)間，請(qǐng)耐心等候，接下來是歡迎使用畫面，提示設(shè)置系統(tǒng)，如下圖20

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點(diǎn)擊右下角的“下一步”按鈕，出現(xiàn)設(shè)置上網(wǎng)連接畫面，如下圖21所示

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點(diǎn)擊右下角的“下一步”按鈕，出現(xiàn)設(shè)置上網(wǎng)連接畫面，如下圖21所示

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這里建立的寬帶撥號(hào)連接,不會(huì)在桌面上建立撥號(hào)連接快捷方式,且默認(rèn)的撥號(hào)連接名稱為“我的ISP”(自定義除外);進(jìn)入桌面后通過連接向?qū)Ы⒌膶拵芴?hào)連接,在桌面上會(huì)建立撥號(hào)連接快捷方式,且默認(rèn)的撥號(hào)連接名稱為“寬帶連接”(自定義除外)。如果你不想在這里建立寬帶撥號(hào)連接,請(qǐng)點(diǎn)擊“跳過”按鈕。

在這里我先創(chuàng)建一個(gè)寬帶連接,選第一項(xiàng)“數(shù)字用戶線(ADSL)或電纜調(diào)制解調(diào)器”,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖22所示

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目前使用的電信或聯(lián)通(ADSL)住宅用戶都有帳號(hào)和密碼的,所以我選“是,我使用用戶名和密碼連接”,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖23所示

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輸入電信或聯(lián)通提供的帳號(hào)和密碼,在“你的ISP的服務(wù)名”處輸入你喜歡的名稱,該名稱作為撥號(hào)連接快捷菜單的名稱,如果留空系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建名為“我的ISP”作為該連接的名稱,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖24所示

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已經(jīng)建立了撥號(hào)連接,微軟當(dāng)然想你現(xiàn)在就激活XP啦,不過即使不激活也有30天的試用期,又何必急呢?選擇“否,請(qǐng)等候幾天提醒我”,點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如下圖25所示

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輸入一個(gè)你平時(shí)用來登陸計(jì)算機(jī)的用戶名，點(diǎn)下一步出現(xiàn)如下圖26

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點(diǎn)擊完成，就結(jié)束安裝。系統(tǒng)將注銷并重新以新用戶身份登陸。登陸桌面后如下圖27

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六、找回常見的圖標(biāo)

在桌面上點(diǎn)開始-->連接到-->寬帶連接，如下圖32

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左鍵點(diǎn)“寬帶連接”不放手，將其拖到桌面空白處,可見到桌面上多了一個(gè)“寬帶連接”快捷方式。結(jié)果如下圖33

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然后，右鍵在桌面空白處點(diǎn)擊，在彈出的菜單中選“屬性”，即打開顯示“屬性窗口”如下圖34

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在圖中單擊“桌面”選項(xiàng)卡，出現(xiàn)如下圖35

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在圖中的左下部點(diǎn)擊“自定義桌面”按鈕，出現(xiàn)如下圖36

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在圖中的上部，將“我的文檔”、“我的電腦”、“網(wǎng)上鄰居”和“InternetExplorer”四個(gè)項(xiàng)目前面的空格上打鉤，然后點(diǎn)“確定”，再“確定”，你將會(huì)看到桌面上多了你想要的圖標(biāo)。如下圖37

鍵盤上每個(gè)鍵作用!!!

F1幫助

F2改名

F3搜索

F4地址

F5刷新

F6切換

F10菜單

CTRL+A全選

CTRL+C復(fù)制

CTRL+X剪切

CTRL+V粘貼

CTRL+Z撤消

CTRL+O打開

SHIFT+DELETE永久刪除

DELETE刪除

ALT+ENTER屬性

ALT+F4關(guān)閉

CTRL+F4關(guān)閉

ALT+TAB切換

ALT+ESC切換

ALT+空格鍵窗口菜單

CTRL+ESC開始菜單

拖動(dòng)某一項(xiàng)時(shí)按CTRL復(fù)制所選項(xiàng)目

拖動(dòng)某一項(xiàng)時(shí)按CTRL+SHIFT創(chuàng)建快捷方式

將光盤插入到CD-ROM驅(qū)動(dòng)器時(shí)按SHIFT鍵阻止光盤自動(dòng)播放

Ctrl+1,2,3...切換到從左邊數(shù)起第1,2,3...個(gè)標(biāo)簽

Ctrl+A全部選中當(dāng)前頁(yè)面內(nèi)容

Ctrl+C復(fù)制當(dāng)前選中內(nèi)容

Ctrl+D打開“添加收藏”面版(把當(dāng)前頁(yè)面添加到收藏夾中)

Ctrl+E打開或關(guān)閉“搜索”側(cè)邊欄(各種搜索引擎可選)

Ctrl+F打開“查找”面版

Ctrl+G打開或關(guān)閉“簡(jiǎn)易收集”面板

Ctrl+H打開“歷史”側(cè)邊欄

Ctrl+I打開“收藏夾”側(cè)邊欄/另:將所有垂直平鋪或水平平鋪或?qū)盈B的窗口恢復(fù)

Ctrl+K關(guān)閉除當(dāng)前和鎖定標(biāo)簽外的所有標(biāo)簽

Ctrl+L打開“打開”面版(可以在當(dāng)前頁(yè)面打開Iternet地址或其他文件...)

Ctrl+N新建一個(gè)空白窗口(可更改,Maxthon選項(xiàng)→標(biāo)簽→新建)

Ctrl+O打開“打開”面版(可以在當(dāng)前頁(yè)面打開Iternet地址或其他文件...)

Ctrl+P打開“打印”面板(可以打印網(wǎng)頁(yè),圖片什么的...)

Ctrl+Q打開“添加到過濾列表”面板(將當(dāng)前頁(yè)面地址發(fā)送到過濾列表)

Ctrl+R刷新當(dāng)前頁(yè)面

Ctrl+S打開“保存網(wǎng)頁(yè)”面板(可以將當(dāng)前頁(yè)面所有內(nèi)容保存下來)

Ctrl+T垂直平鋪所有窗口

Ctrl+V粘貼當(dāng)前剪貼板內(nèi)的內(nèi)容

Ctrl+W關(guān)閉當(dāng)前標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+X剪切當(dāng)前選中內(nèi)容(一般只用于文本操作)

Ctrl+Y重做剛才動(dòng)作(一般只用于文本操作)

Ctrl+Z撤消剛才動(dòng)作(一般只用于文本操作)

Ctrl+F4關(guān)閉當(dāng)前標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+F5刷新當(dāng)前頁(yè)面

Ctrl+F6按頁(yè)面打開的先后時(shí)間順序向前切換標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+F11隱藏或顯示菜單欄

Ctrl+Tab以小菜單方式向下切換標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+Enter域名自動(dòng)完成[url=].**.com[/url](內(nèi)容可更改,Maxthon選項(xiàng)→地址欄→常規(guī))/另:當(dāng)輸入焦點(diǎn)在搜索欄中時(shí),為高亮關(guān)鍵字

Ctrl+拖曳保存該鏈接的地址或已選中的文本或指定的圖片到一個(gè)文件夾中(保存目錄可更改,Maxthon選項(xiàng)→保存)

Ctrl+小鍵盤'+'當(dāng)前頁(yè)面放大20%

Ctrl+小鍵盤'-'當(dāng)前頁(yè)面縮小20%

Ctrl+小鍵盤'*'恢復(fù)當(dāng)前頁(yè)面的縮放為原始大小

Ctrl+Alt+S自動(dòng)保存當(dāng)前頁(yè)面所有內(nèi)容到指定文件夾(保存路徑可更改,Maxthon選項(xiàng)→保存)

Ctrl+Shift+小鍵盤'+'所有頁(yè)面放大20%

Ctrl+Shift+小鍵盤'-'所有頁(yè)面縮小20%

Ctrl+Shift+F輸入焦點(diǎn)移到搜索欄

Ctrl+Shift+G關(guān)閉“簡(jiǎn)易收集”面板

Ctrl+Shift+H打開并激活到你設(shè)置的主頁(yè)

Ctrl+Shift+N在新窗口中打開剪貼板中的地址,如果剪貼板中為文字,則調(diào)用搜索引擎搜索該文字(搜索引擎可選擇,Maxthon選項(xiàng)→搜索)

Ctrl+Shift+S打開“保存網(wǎng)頁(yè)”面板(可以將當(dāng)前頁(yè)面所有內(nèi)容保存下來,等同于Ctrl+S)

Ctrl+Shift+W關(guān)閉除鎖定標(biāo)簽外的全部標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+Shift+F6按頁(yè)面打開的先后時(shí)間順序向后切換標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+Shift+Tab以小菜單方式向上切換標(biāo)簽(窗口)

Ctrl+Shift+Enter域名自動(dòng)完成

Alt+1保存當(dāng)前表單

Alt+2保存為通用表單

Alt+A展開收藏夾列表

資源管理器

END顯示當(dāng)前窗口的底端

HOME顯示當(dāng)前窗口的頂端

NUMLOCK+數(shù)字鍵盤的減號(hào)(-)折疊所選的文件夾

NUMLOCK+數(shù)字鍵盤的加號(hào)(+)顯示所選文件夾的內(nèi)容

NUMLOCK+數(shù)字鍵盤的星號(hào)(*)顯示所選文件夾的所有子文件夾

向左鍵當(dāng)前所選項(xiàng)處于展開狀態(tài)時(shí)折疊該項(xiàng)，或選定其父文件夾

向右鍵當(dāng)前所選項(xiàng)處于折疊狀態(tài)時(shí)展開該項(xiàng)，或選定第一個(gè)子文件夾

自然鍵盤

【窗口】顯示或隱藏“開始”菜單

【窗口】+F1幫助