果蔬氣調(diào)保鮮庫監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第2章系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)2.1設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)可以基于氣調(diào)保鮮庫可以實(shí)時(shí)監(jiān)測溫濕度；還可以完成對(duì)二氧化碳、氧氣含量、乙烯含量實(shí)時(shí)監(jiān)測；當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)偏離正常值，那么系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)控制；監(jiān)測溫度偏離正常值，自動(dòng)開啟加溫系統(tǒng)/降溫系統(tǒng)；監(jiān)測濕度偏離正常值，自動(dòng)開啟加濕系統(tǒng)/除濕系統(tǒng)；監(jiān)測二氧化碳和氧氣含量偏離正常值，自動(dòng)開啟氣調(diào)系統(tǒng)；監(jiān)測乙烯含量偏離正常值，自動(dòng)開啟乙烯脫出系統(tǒng)；控制系統(tǒng)可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C計(jì)算機(jī)顯示并保存通過分析測試數(shù)據(jù)情況，得出系統(tǒng)可以按照設(shè)置參數(shù)自動(dòng)控制監(jiān)測運(yùn)行；手動(dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)也可以響應(yīng)相關(guān)的控制操作。2.2功能需求分析2.2.1技術(shù)路線（1）硬件部分需要STM32單片機(jī)、溫濕度傳感器、CO2傳感器、O2傳感器、乙烯傳感器、舵機(jī)；（2）軟件平臺(tái)程序用keil5；（3）畫原理圖用AltiumDesigner；（4）編程語言用C語言；（5）用戶信息顯示查看。2.2.2功能結(jié)果1.基于氣調(diào)保鮮庫本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測溫濕度；2.還可以完成對(duì)二氧化碳、氧氣含量、乙烯含量實(shí)時(shí)監(jiān)測；3.當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)偏離正常值，那么系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)控制；（1）監(jiān)測溫度偏離正常值，自動(dòng)開啟加溫系統(tǒng)/降溫系統(tǒng)；（2）監(jiān)測濕度偏離正常值，自動(dòng)開啟加濕系統(tǒng)/除濕系統(tǒng)；（3）監(jiān)測二氧化碳和氧氣含量偏離正常值，自動(dòng)開啟氣調(diào)系統(tǒng)；（4）監(jiān)測乙烯含量偏離正常值，自動(dòng)開啟乙烯脫出系統(tǒng)；4.控制系統(tǒng)可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C計(jì)算機(jī)顯示并保存通過分析測試數(shù)據(jù)情況，得出系統(tǒng)可以按照設(shè)置參數(shù)自動(dòng)控制監(jiān)測運(yùn)行；5.手動(dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)也可以響應(yīng)相關(guān)的控制操作。2.3總體方案設(shè)計(jì)第一：理論知識(shí)準(zhǔn)備階段，理解設(shè)計(jì)課題，認(rèn)真研究課題所涉及到的內(nèi)容，能夠較好的掌握有關(guān)題目的知識(shí)；第二：確定系統(tǒng)各個(gè)模塊，理清各個(gè)模塊之間的關(guān)系，收集相關(guān)得到軟硬件資料；第三：規(guī)劃課題，確定系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，勾畫出大體系統(tǒng)框架并在結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上提出原理框圖；第四：利用軟件完成硬件電路部分設(shè)計(jì)并畫出各部分電路圖，將系統(tǒng)部件通過接口電路集合在一起，并畫出電路圖；第五：根據(jù)系統(tǒng)控制過程完成軟件設(shè)計(jì)部分，繪制出主流程圖；第六：制作實(shí)物，檢查系統(tǒng)是否能夠按照要求實(shí)現(xiàn)控制功能，整理論文。2.4單片機(jī)型號(hào)選擇主控制芯片選擇STM32單片機(jī)。STM32F103C8T6是由意法半導(dǎo)體集團(tuán)基于STM32系列ARMCortex-M內(nèi)核開發(fā)的一款具有64KB的程序存儲(chǔ)器的32位微控制器。其工作時(shí)需要2V~3.6V的電壓和-40℃~85℃環(huán)境溫度。該系列單片機(jī)常被用于要求低成本、高性能和低功耗的嵌入式應(yīng)用程序，其在功耗和集成方面也展現(xiàn)出良好的性能。由于其便捷的工具和簡單的結(jié)構(gòu)并且結(jié)合了強(qiáng)大的功能性，在業(yè)界很受歡迎。本實(shí)驗(yàn)采用的最小系統(tǒng)如下圖。圖2-1STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖第3章系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)討論了果蔬采摘后的生理變化、果蔬保鮮物流及其運(yùn)輸，分析了國內(nèi)外果蔬保鮮物流及運(yùn)輸監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀，確定了果蔬冷藏保鮮運(yùn)輸監(jiān)測的目標(biāo)、監(jiān)測參數(shù)及其用途。據(jù)此，確定了監(jiān)測系統(tǒng)的功能，設(shè)計(jì)了監(jiān)測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了監(jiān)測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及并進(jìn)行了硬件選型。分析了不同嵌入式芯片與不同嵌入式操作系統(tǒng)，定制并移植了操作系統(tǒng)到監(jiān)測系統(tǒng)選用的目標(biāo)板上，為終端搭建了系統(tǒng)平臺(tái)。同時(shí)，為該平臺(tái)移植了數(shù)據(jù)庫。根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，確定了監(jiān)測系統(tǒng)的軟件功能，設(shè)計(jì)了監(jiān)測系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構(gòu)和多線程主程序流程。在各種參數(shù)監(jiān)測等技術(shù)進(jìn)行了研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了嵌入式監(jiān)測系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測系統(tǒng)的功能。最終實(shí)現(xiàn)的結(jié)果為：1.基于氣調(diào)保鮮庫本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測溫濕度；2.還可以完成對(duì)二氧化碳、氧氣含量、乙烯含量實(shí)時(shí)監(jiān)測；3.當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)偏離正常值，那么系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)控制；（1）監(jiān)測溫度偏離正常值，自動(dòng)開啟加溫系統(tǒng)/降溫系統(tǒng)；（2）監(jiān)測濕度偏離正常值，自動(dòng)開啟加濕系統(tǒng)/除濕系統(tǒng)；（3）監(jiān)測二氧化碳和氧氣含量偏離正常值，自動(dòng)開啟氣調(diào)系統(tǒng)；（4）監(jiān)測乙烯含量偏離正常值，自動(dòng)開啟乙烯脫出系統(tǒng)；4.控制系統(tǒng)可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C計(jì)算機(jī)顯示并保存通過分析測試數(shù)據(jù)情況，得出系統(tǒng)可以按照設(shè)置參數(shù)自動(dòng)控制監(jiān)測運(yùn)行；5.手動(dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)也可以響應(yīng)相關(guān)的控制操作。總體原理圖如下。圖3-1系統(tǒng)總體原理圖3.2系統(tǒng)的主要模塊設(shè)計(jì)3.2.1溫濕度傳感器模塊設(shè)計(jì)在溫度精確測量中，關(guān)鍵有工作壓力溫度計(jì)、熱電阻式溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、熱電阻溫度計(jì)、電子光學(xué)高溫計(jì)、輻射源高溫計(jì)和紅外線溫度計(jì)。工作壓力溫度計(jì)是工業(yè)化生產(chǎn)中最初的溫度測量法之一。它構(gòu)造簡易，沖擊韌性好，低成本，不依靠外界開關(guān)電源。它普遍使用于工業(yè)化生產(chǎn)中的溫度精確測量。但鑒于其反應(yīng)時(shí)間長、儀器設(shè)備密封性維護(hù)保養(yǎng)不會(huì)改變、受外部環(huán)境危害大等緣故，慢慢撤出了溫度檢測的隊(duì)伍。電子光學(xué)高溫計(jì)、輻射源高溫計(jì)和紅外線高溫計(jì)都輸出非接觸式溫度計(jì)。日常日常生活和工業(yè)生產(chǎn)場地的濕度通常是相對(duì)性濕度，用RH%表明。即氣體(通常是氣體)中包含的水蒸汽量(水蒸汽壓)是與它的氣體同樣時(shí)飽和狀態(tài)水蒸汽(飽和水蒸汽壓)的百分?jǐn)?shù)。濕度用肯定濕度、相對(duì)性濕度、漏點(diǎn)、體內(nèi)濕氣與干氣的占比(凈重或容積)等表明。普遍的濕度測量法有：動(dòng)態(tài)性法(雙壓法、雙溫法、分離法)、靜態(tài)數(shù)據(jù)法(飽和狀態(tài)鹽法、鹽酸法)、漏點(diǎn)法、干濕度球法和電子器件感應(yīng)器法。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，傳感器有溫度傳感器和濕度傳感器,所以需要對(duì)兩種類型的傳感器進(jìn)行選擇。如圖3-2溫濕度傳感器。圖3-2DHT11溫濕度傳感器原理圖3.2.2二氧化碳傳感器模塊設(shè)計(jì)stm32串口顯示MH-Z14A二氧化碳傳感器MH-Z14A二氧化碳?xì)怏w傳感器（以下簡稱傳感器）是一個(gè)通用只能小型傳感器，利用非色散紅外（NDIR）原理對(duì)空氣中存在的CO2氣體進(jìn)行探測，具有很好的選擇性和無氧氣依賴性，壽命長。內(nèi)置溫度補(bǔ)償；同時(shí)具有數(shù)字輸出、模擬輸出及PWM輸出，方便使用。該傳感器是將成熟的紅外吸收氣體檢測技術(shù)與精密光路設(shè)計(jì)、精良電路設(shè)計(jì)緊密結(jié)合而制作出的高性能傳感器。原理圖如下。圖3-3二氧化碳傳感器原理圖3.2.3氧氣傳感器模塊設(shè)計(jì)該環(huán)境檢測(O2)氧濃度傳感器是一種用于測試空氣中氧濃度的傳感器，它是基于電化學(xué)電池工作原理。當(dāng)您輸出與氧氣濃度成比例的電壓值時(shí)，您可以清楚地了解當(dāng)前的氧濃度，并參考氧濃度線性特征圖。它非常適合檢測環(huán)境中的氧濃度。該氧濃度傳感器模塊只需空氣中提供一點(diǎn)電流，我們不需要為其提供外部電源，輸出電壓隨時(shí)間變化而改變。原理圖如下。圖3-4氧氣傳感器原理圖3.2.4顯示屏模塊設(shè)計(jì)OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管。OLED由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。LCD都需要背光，而OLED不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的。這樣同樣的顯示OLED效果要來得好一些。以目前的技術(shù)，OLED的尺寸還難以大型化，但是分辨率確可以做到很高。有以下特點(diǎn)：1)0.96寸OLED有黃藍(lán)，白，藍(lán)三種顏色可選;其中黃藍(lán)是屏上1/4部分為黃光，下3/4為藍(lán);而且是固定區(qū)域顯示固定顏色，顏色和顯示區(qū)域均不能修改;白光則為純白，也就是黑底白字;藍(lán)色則為純藍(lán)，也就是黑底藍(lán)字。2）分辨率為128*643）多種接口方式;OLED裸屏總共種接口包括:6800、8080兩種并行接口方式、3線或4線的串行SPI接口方式、llcC接口方式，這五種接口是通過屏上的BSO~BS2來配置的。4)中景園電子的本屏開發(fā)了兩種接口的Demo板，接口分別為七針的SPI/IIC兼容模塊，四針的llC模塊。兩種模塊都很方便使用;希望大家根據(jù)實(shí)際需求來選擇不同的模塊。其基本原理圖如下：圖3-5OLED顯示屏原理圖3.2.5ZigBee模塊設(shè)計(jì)ZigBee是由ZigBee聯(lián)盟設(shè)計(jì)的一種低功耗、低時(shí)延、高可靠性和短距離的無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。主要適用于自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可嵌入到各種小型設(shè)備之中，目前已經(jīng)被飛利浦、小米、谷歌、宜家和三星等各大公司所采用，廣泛應(yīng)用于智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、智慧城市以及智慧農(nóng)業(yè)等行業(yè)。ZigBee協(xié)議由于通信速率低、復(fù)雜度低以及劃分工作狀態(tài)?和睡眠狀態(tài)等，因此非常低功耗，例如市面上的一些ZigBee無線按鈕僅使用紐扣電池就可以正常使用2兩年，這是藍(lán)牙和WiFi所無法比擬的。其原理圖如下。圖3-6ZigBee模塊原理圖3.2.6乙烯傳感器模塊設(shè)計(jì)乙烯是一種重要的化學(xué)品，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。然而，乙烯在高濃度下會(huì)對(duì)人體健康造成危害，因此需要一種有效的乙烯傳感器來進(jìn)行檢測和監(jiān)測。目前，乙烯傳感器已成為環(huán)保監(jiān)測和工業(yè)安全的重要設(shè)備之一。乙烯傳感器的原理是基于化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)、光學(xué)反應(yīng)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的?；瘜W(xué)吸附技術(shù)是將乙烯分子吸附在傳感器表面的化學(xué)物質(zhì)上，使其產(chǎn)生電學(xué)變化。在許多領(lǐng)域中取得了重要的應(yīng)用，但是其性能還有進(jìn)一步的提高空間。近年來，科學(xué)家們不斷地改進(jìn)傳感器的制造技術(shù)，以提高其靈敏度、選擇性和可靠性。其中一個(gè)重要的研究方向是利用納米技術(shù)來制造乙烯傳感器。通過納米材料的特殊性質(zhì)，可以增強(qiáng)傳感器對(duì)乙烯分子的響應(yīng)能力，從而提高傳感器的靈敏度和選擇性。此外，納米技術(shù)還可以制造出具有更小尺寸和更高效率的傳感器。另外，一些新型材料的應(yīng)用也使得乙烯傳感器的性能有了大幅度提升。例如，石墨烯和金屬有機(jī)框架材料（MOFs）等材料被廣泛應(yīng)用于乙烯傳感器的制造中。這些材料具有高比表面積、高穩(wěn)定性和高選擇性等特點(diǎn)，能夠提高傳感器的靈敏度和可靠性。總之，乙烯傳感器是一種重要的環(huán)保監(jiān)測和工業(yè)安全設(shè)備，其應(yīng)用范圍廣泛。未來，隨著納米技術(shù)和新型材料的發(fā)展，乙烯傳感器的性能將會(huì)進(jìn)一步提高，為保護(hù)人類健康和環(huán)境做出更大的貢獻(xiàn)。圖3-7乙烯傳感器模塊原理圖

第4章系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)4.1軟件的主要流程系統(tǒng)可以基于氣調(diào)保鮮庫本系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測溫濕度；還可以完成對(duì)二氧化碳、氧氣含量、乙烯含量實(shí)時(shí)監(jiān)測；當(dāng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)偏離正常值，那么系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)控制；監(jiān)測溫度偏離正常值，自動(dòng)開啟加溫系統(tǒng)/降溫系統(tǒng)；監(jiān)測濕度偏離正常值，自動(dòng)開啟加濕系統(tǒng)/除濕系統(tǒng)；監(jiān)測二氧化碳和氧氣含量偏離正常值，自動(dòng)開啟氣調(diào)系統(tǒng)；監(jiān)測乙烯含量偏離正常值，自動(dòng)開啟乙烯脫出系統(tǒng)；控制系統(tǒng)可將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C計(jì)算機(jī)顯示并保存通過分析測試數(shù)據(jù)情況，得出系統(tǒng)可以按照設(shè)置參數(shù)自動(dòng)控制監(jiān)測運(yùn)行；手動(dòng)控制時(shí)，系統(tǒng)也可以響應(yīng)相關(guān)的控制操作?？傮w流程圖如下。圖4-1系統(tǒng)總體流程圖4.2溫濕度傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測氣調(diào)庫內(nèi)溫度的溫濕度傳感器，如果溫度低于下限，單片機(jī)控制模塊將啟動(dòng)加熱功能；而如果溫度超過上限，加熱將停止。這樣的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以確保氣調(diào)庫內(nèi)溫度始終在合適的范圍內(nèi)。流程圖如下。圖4-2溫濕度模塊流程圖

4.3二氧化碳傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測氣調(diào)庫內(nèi)氣體濃度的二氧化碳傳感器，如果濃度超出設(shè)定的閾值范圍，系統(tǒng)將啟動(dòng)氣調(diào)系統(tǒng)。這意味著當(dāng)氣調(diào)庫內(nèi)二氧化碳濃度過高時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采取措施以提供新鮮的空氣，例如開啟通風(fēng)設(shè)備或調(diào)整空調(diào)循環(huán)模式。通過這種自動(dòng)控制系統(tǒng)，我們能夠確保氣調(diào)庫內(nèi)空氣質(zhì)量始終保持在一個(gè)合適的水平，提供一個(gè)適宜的貯藏環(huán)境給人們。流程圖如下。圖4-3二氧化碳傳感器流程圖

4.4氧氣傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常運(yùn)行。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測氣調(diào)庫內(nèi)氣體濃度的氧氣傳感器，如果濃度超出設(shè)定的閾值范圍，系統(tǒng)將啟動(dòng)氣調(diào)系統(tǒng)。這意味著當(dāng)氣調(diào)庫內(nèi)氧氣濃度低于安全水平時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采取措施以增加氧氣含量，例如通過增加通風(fēng)量或使用氧氣供應(yīng)設(shè)備。相反，當(dāng)氧氣濃度超過安全范圍時(shí)，系統(tǒng)將采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?，如減少通風(fēng)量或關(guān)閉氧氣供應(yīng)。通過這樣的自動(dòng)控制系統(tǒng)，我們可以確保氣調(diào)庫內(nèi)氧氣水平始終維持在安全和適宜的范圍內(nèi)，為果蔬提供一個(gè)合適的保鮮環(huán)境。流程圖如下。圖4-4氧氣傳感器流程圖

4.5OLED顯示屏模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常工作。顯示屏模塊將接收來自單片機(jī)的傳感器數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并將其顯示出來，以方便觀察和監(jiān)測。通過顯示屏，我們可以實(shí)時(shí)獲取氣調(diào)庫內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等傳感器數(shù)據(jù)，同時(shí)了解系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)，例如是否正在加熱、是否啟動(dòng)了氣調(diào)系統(tǒng)等。這樣，用戶可以方便地監(jiān)測氣調(diào)庫內(nèi)環(huán)境參數(shù)，并及時(shí)采取必要的措施，以確保氣調(diào)庫內(nèi)的溫度、氣體濃度等處于適宜的范圍，提供一個(gè)合適的貯藏環(huán)境。流程圖如下。圖4-5顯示屏模塊流程圖

4.6ZigBee模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常工作。ZigBee模塊將獲取單片機(jī)傳感器實(shí)時(shí)檢測的數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并將其通過無線通信發(fā)送至云端。上位機(jī)可以從云端獲取這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理功能。通過這種方式，用戶可以方便地通過上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)視室內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度等傳感器數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)的工作狀態(tài)。這使得用戶可以隨時(shí)遠(yuǎn)程了解氣調(diào)庫內(nèi)環(huán)境狀況，并根據(jù)需要采取相應(yīng)的措施，例如調(diào)整溫度、開啟氣調(diào)系統(tǒng)等。這種遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的功能提供了便利性和靈活性，使用戶能夠更加有效地管理和控制氣調(diào)庫內(nèi)環(huán)境，提供一個(gè)合適的貯藏環(huán)境。工作流程圖如下。圖4-6ZigBee模塊工作流程圖

4.7乙烯傳感器模塊軟件設(shè)計(jì)當(dāng)系統(tǒng)初始化完成后，它將開始正常工作。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測室內(nèi)乙烯氣體濃度的乙烯傳感器，如果濃度超出設(shè)定的閾值范圍，系統(tǒng)將啟動(dòng)氣調(diào)系統(tǒng)。這意味著當(dāng)氣調(diào)庫內(nèi)乙烯濃度超過安全水平時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采取措施以降低乙烯含量，例如增加通風(fēng)量或使用空氣凈化設(shè)備。相反，當(dāng)乙烯濃度低于閾值時(shí)，系統(tǒng)將適當(dāng)?shù)卣{(diào)整氣調(diào)系統(tǒng)以維持乙烯氣體的適宜水平。通過這樣的自動(dòng)控制系統(tǒng)，我們可以確保氣調(diào)庫內(nèi)乙烯濃度始終維持在安全和適宜的范圍內(nèi)，為果蔬提供一個(gè)適宜的貯藏環(huán)境。流程圖如下。圖4-7乙烯濃度傳感器模塊流程第5章系統(tǒng)測試5.1系統(tǒng)實(shí)物圖圖5-1系統(tǒng)總體實(shí)物圖：下位機(jī)圖5-2系統(tǒng)上位機(jī)界面5.2功能調(diào)試由于對(duì)于水果蔬菜來說，溫濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度和乙烯濃度都是至關(guān)重要的，尤其是乙烯，它的另一個(gè)名字是生長素。但是因?yàn)榄h(huán)境條件有限，我們不能制造一個(gè)理想的可以自由控制的乙烯濃度環(huán)境。所以我們只能通過對(duì)溫濕度的改變，來體現(xiàn)出系統(tǒng)的功能，而我通過查閱相關(guān)資料，了解到蘋果，梨，柑橘這幾種常見的水果濕度要保持在80%～90%之間，番茄生長的最舒適的溫度是10℃～12℃。然后我們就可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)定閾值。該系統(tǒng)初始的閾值是可以調(diào)節(jié)的，可以根據(jù)具體情況去調(diào)整溫度濕度。圖5-3濕度閾值設(shè)定圖5-4溫度閾值設(shè)定同時(shí)本系統(tǒng)還有報(bào)警提示功能，圖中左下角的紅色字體樣式代表的就是提示，而且系統(tǒng)還有彈窗提示功能，勾選是否提示就是根據(jù)數(shù)據(jù)是否超出閾值進(jìn)行提示，如果超出閾值就會(huì)進(jìn)行彈窗，會(huì)出現(xiàn)例如溫度高，濕度低這樣的字樣。圖5-5預(yù)警提示設(shè)定當(dāng)溫濕度超出系統(tǒng)所設(shè)置的閾值時(shí)，就會(huì)不利于果蔬的保鮮環(huán)境，可能會(huì)導(dǎo)致果蔬的腐爛，所以要保證氣調(diào)保鮮庫的環(huán)境處在一定范圍，當(dāng)系統(tǒng)接收到超出閾值的信號(hào)，降溫系統(tǒng)和加濕系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，在實(shí)物中我們利用燈泡來代替這些系統(tǒng)，燈亮則代表系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，等到溫濕度恢復(fù)到閾值內(nèi)，降溫系統(tǒng)和加濕系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止，燈滅代表系統(tǒng)自動(dòng)停止。圖5-6降溫/加濕系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行圖5-7降溫/加濕系統(tǒng)自動(dòng)停止本系統(tǒng)同時(shí)還有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，可以方便氣調(diào)保鮮庫的工作人員統(tǒng)計(jì)保鮮庫的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)儲(chǔ)存環(huán)境數(shù)值，避免造成損失，同時(shí)再通過觀察果蔬的保鮮程度，來找尋最合適的環(huán)境條件，更加有利于果蔬保鮮。圖5-8數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)第6章總結(jié)與展望6.1總結(jié)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，硬件方面主要設(shè)計(jì)了STM32單片機(jī)的最小系統(tǒng)、繼電器接口電路、液晶屏幕及顯示、溫濕度傳感器電路、氣體傳感器電路。軟件方面借助各個(gè)渠道的資料，主要設(shè)計(jì)傳感器程序、顯示程序、閾值判斷程序。系統(tǒng)的調(diào)試主要是通過一塊STM32開發(fā)板，再借助于Keil以及自己搭建的電路實(shí)現(xiàn)的。分部調(diào)試時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)一些問題但解決方案都有跡可循。此管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)檢測后不需要人為干預(yù)，自動(dòng)進(jìn)行操作。節(jié)省了大量人力資源，方便人們生活。6.2展望隨著果蔬氣調(diào)保鮮技術(shù)的廣泛應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)在保鮮庫中起著至關(guān)重要的作用。未來的果蔬氣調(diào)保鮮庫監(jiān)控系統(tǒng)將繼續(xù)發(fā)展和完善，以提供更高效、可靠的監(jiān)測和控制功能。以下是對(duì)該系統(tǒng)功能的展望：數(shù)據(jù)分析與預(yù)測：監(jiān)控系統(tǒng)將結(jié)合數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)庫內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，提供預(yù)測性的保鮮指導(dǎo)。系統(tǒng)能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和環(huán)境變化趨勢，預(yù)測果蔬的保鮮期限，提供最佳的貯藏條件和處理建議，幫助果蔬保持最佳的品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。系統(tǒng)集成與自動(dòng)化控制：未來的監(jiān)控系統(tǒng)將更加智能化，能夠與其他智能設(shè)備和傳感器進(jìn)行集成。例如，與智能照明系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光照調(diào)節(jié)和節(jié)能控制；與智能供氧系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)氣體調(diào)節(jié)和新鮮空氣補(bǔ)充；與自動(dòng)化機(jī)械臂結(jié)合，實(shí)現(xiàn)果蔬的分揀和裝載等。通過系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，可以提高保鮮庫的運(yùn)行效率和果蔬的處理效果。數(shù)據(jù)記錄與追溯：監(jiān)控系統(tǒng)將提供完善的數(shù)據(jù)記錄和追溯功能。系統(tǒng)將保存關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，并標(biāo)記與記錄果蔬的生產(chǎn)、貯藏和配送等關(guān)鍵信息。這將有助于果蔬的品質(zhì)溯源和問題排查，確保果蔬的安全和質(zhì)量可追溯。綜上所述，未來的果蔬氣調(diào)保鮮庫監(jiān)控系統(tǒng)將通過實(shí)時(shí)監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)分析和預(yù)測等功能，提供更加智能化和高效的果蔬保鮮解決方案。這將對(duì)果蔬行業(yè)的供應(yīng)鏈管理和產(chǎn)品質(zhì)量提升起到積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)張研.自然冷源保鮮庫保鮮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué).2020.宮元娟;張研;王宇宸;郭娜.果蔬保鮮庫保鮮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[C],沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2019.楊前明;劉廷瑞;李光元.氣調(diào)保鮮集裝箱機(jī)組在線狀態(tài)監(jiān)測與自動(dòng)控制[C],制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展.2020.張東霞;呂恩利;陸華忠;許錦鋒;趙磊.基于雙監(jiān)測點(diǎn)的保鮮運(yùn)輸溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2021.關(guān)豐;徐踐;侯鞏傲.甘薯智能保鮮庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[P].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2021.吳琦;賴冬寅.基于嵌入式技術(shù)的茶葉智能保鮮裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].福建茶葉,2019.肖雷;車鳳斌;馬燕翔.智能保鮮冷庫貯藏保鮮石榴技術(shù)[P].農(nóng)村科技,2019.顧劍鋒;張海霞.一種新型冷藏保鮮柜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[P].南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2019,.胡軍;陳忠明;高志明.負(fù)離子保鮮柜對(duì)食物保鮮效果試驗(yàn)[J].廣州食品工業(yè)科技.2019尹輝娟.某船氣調(diào)保鮮裝置的安全分析與優(yōu)化[M].河北農(nóng)業(yè)大學(xué).2022宮元娟;張建鵬;張研;寧曉峰.基于自然冷源保鮮庫貯藏的寒富蘋果保鮮條件優(yōu)化[M].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2022丁發(fā)亮.果蔬保鮮設(shè)備在米東區(qū)的應(yīng)用[M].新疆農(nóng)機(jī)化.2022劉煥平;李娟.氣調(diào)保鮮庫遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].農(nóng)機(jī)化研究.2022郁文紅;楊昭.小型實(shí)驗(yàn)用恒溫恒濕保鮮庫[M].制冷與空調(diào).2022孟翔飛;成立.基于LonWorks技術(shù)的氣調(diào)保鮮庫測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].農(nóng)機(jī)化研究.2022EtsuoWatanabe、YasukoTamada、NaokoHamada-Sato．DevelopmentofqualityevaluationsensorforfishfreshnesscontrolbasedonKIvalue.2021MahardianiL;LarasatiR;SusilowatiE;HastutiB;AzizahNL．Potentialediblecoatingofpectinobtainedfrombananapeelforfruitpreservation.2021. IvoFrébort;;LenkaSkoupá;;PavelPe?.Amineoxidase-basedflowbiosensorfortheassessmentoffishfreshness.2020ChristophA.BeeckenDipl．GlobalMarketsforControlledIntelligent,PreservationandforFoodandBeverages[J]．Beton‐undStahlbetonbau.2020D.Pearson.Assessmentofmeatfreshnessinqualitycontrolemployingchemicaltechniques:Areview[M]．JournaloftheScienceofFoodandAgriculture.2019注釋電路圖源代碼#include"delay.h"#include"sys.h"#include"oled.h"#include"bmp.h"#include"key.h"#include"usart.h"#include"usart2.h"#include"usart3.h"#include"led.h"#include"adc.h"#include"DHT11.h"u8temperature; u8humidity;u8shidu[15];u8tem[15];u8temperaturedyu=20; u8temperaturehyu=32; u8humiditygyu=60;u8humiditydyu=20;u8shidugyu[4];u8shidudyu[4];u8temgyu[15];u8temdyu[15];u16co2;u8co2s[5];u8co2yus[4];unsignedintco2yu=120;u16o2;u8o2s[5];u8o2yus[4];unsignedinto2yu=24;u16yx;u8yxs[5];u8yxyus[4];unsignedintyxyu=200;intfragment=0;u8send[50];intbeepnum=0;intbiaozhi=0;intbiaozhi1=0;intbiaozhi2=0;intbiaozhi3=0;intbiaozhi4=0;intbiaozhi5=0;intbiaozhi6=0;intbiaozhi7=0;voidUSART1_Puts(char*str){while(*str){USART1->DR=*str++;while((USART1->SR&0X40)==0);}}voidUSART3_Puts(char*str){while(*str){USART3->DR=*str++;while((USART3->SR&0X40)==0);}}intmain(void){ delay_init(); NVIC_Configuration(); OLED_Init(); OLED_ColorTurn(0);//0正常顯示，1反色顯示OLED_DisplayTurn(0);//0正常顯示1屏幕翻轉(zhuǎn)顯示 OLED_Refresh(); OLED_Clear(); KEY_Init(); LED_Init(); beep_Init(); beep=0; Adc_Init(); //ADC初始化 uart_init(9600);usart2_init(9600);usart3_init(9600); LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=1;LED5=1;LED6=1;OLED_ShowChinese(0,0,0,16);//系 OLED_ShowChinese(18,0,1,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,0,":",16); OLED_ShowChinese(0,16,2,16);//系 OLED_ShowChinese(18,16,3,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,16,":",16); OLED_ShowChinese(0,32,4,16);//系 OLED_ShowChinese(18,32,5,16);//統(tǒng) OLED_ShowString(36,32,":",16); OLED_ShowChinese(0,48,6,16);// OLED_ShowChinese(18,48,7,16);// OLED_ShowString(36,48,":",16); OLED_Refresh();while(DHT11_Init()) //DHT11初始化 { delay_ms(200);} KEY_Init(); temdyu[0]=temperaturedyu/10+'0'; temdyu[1]=temperaturedyu%10+'0'; OLED_ShowString(80,0,temdyu,16); temgyu[0]=temperaturehyu/10+'0'; temgyu[1]=temperaturehyu%10+'0'; OLED_ShowString(100,0,temgyu,16); shidudyu[0]=humiditydyu/10+'0'; shidudyu[1]=humiditydyu%10+'0'; OLED_ShowString(80,16,shidudyu,16); shidugyu[0]=humiditygyu/10+'0'; shidugyu[1]=humiditygyu%10+'0'; OLED_ShowString(100,16,shidugyu,16); co2yus[0]=co2yu/100+'0'; co2yus[1]=co2yu%100/10+'0'; co2yus[2]=co2yu%10+'0'; co2yus[3]=0; OLED_ShowString(90,32,co2yus,16); o2yus[0]=o2yu/100+'0'; o2yus[1]=o2yu%100/10+'0'; o2yus[2]=o2yu%10+'0'; o2yus[3]=0; OLED_ShowString(90,48,o2yus,16); OLED_Refresh(); while(1) { if(USART_RX_STA==1){ USART_RX_STA=0; if(USART_RX_BUF[0]=='w'){ if(USART_RX_BUF[1]=='1'){ temperaturedyu=(USART_RX_BUF[2]-'0')*10+USART_RX_BUF[3]-'0'; temperaturehyu=(USART_RX_BUF[4]-'0')*10+USART_RX_BUF[5]-'0'; humiditydyu=(USART_RX_BUF[6]-'0')*10+USART_RX_BUF[7]-'0'; humiditygyu=(USART_RX_BUF[8]-'0')*10+USART_RX_BUF[9]-'0'; co2yu=(USART_RX_BUF[10]-'0')*100+(USART_RX_BUF[11]-'0')*10+USART_RX_BUF[12]-'0'; o2yu=(USART_RX_BUF[13]-'0')*100+(USART_RX_BUF[14]-'0')*10+USART_RX_BUF[15]-'0'; yxyu=(USART_RX_BUF[16]-'0')*100+(USART_RX_BUF[17]-'0')*10+USART_RX_BUF[18]-'0'; if(fragment==0){ temdyu[0]=temperaturedyu/10+'0'; temdyu[1]=temperaturedyu%10+'0'; OLED_ShowString(80,0,temdyu,16); temgyu[0]=temperaturehyu/10+'0'; temgyu[1]=temperaturehyu%10+'0'; OLED_ShowString(100,0,temgyu,16); shidudyu[0]=humiditydyu/10+'0'; shidudyu[1]=humiditydyu%10+'0'; OLED_ShowString(80,16,shidudyu,16); shidugyu[0]=humiditygyu/10+'0'; shidugyu[1]=humiditygyu%10+'0'; OLED_ShowString(100,16,shidugyu,16); co2yus[0]=co2yu/100+'0'; co2yus[1]=co2yu%100/10+'0'; co2yus[2]=co2yu%10+'0'; co2yus[3]=0; OLED_ShowString(90,32,co2yus,16); o2yus[0]=o2yu/100+'0'; o2yus[1]=o2yu%100/10+'0'; o2yus[2]=o2yu%10+'0'; o2yus[3]=0; OLED_ShowString(90,48,o2yus,16); OLED_Refresh(); }else{ yxyus[0]=yxyu/100+'0'; yxyus[1]=yxyu%100/10+'0'; yxyus[2]=yxyu%10+'0'; yxyus[3]=0; OLED_ShowString(90,16,yxyus,16); OLED_Refresh(); } } } } DHT11_Read_Data(&temperature,&humidity); //讀取溫濕度值 co2=Get_Adc_Average(ADC_Channel_0,10)/10; o2=((Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10)-50)/409)+210; yx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_4,10)/10; if(fragment==0){ tem[0]=temperature/10+'0'; tem[1]=temperature%10+'0';tem[2]=0; shidu[0]=humidity/10+'0'; shidu[1]=humidity%10+'0';shidu[2]=0; OLED_ShowString(54,0,tem,16); OLED_ShowString(54,16,shidu,16); co2s[0]=co2/100+'0'; co2s[1]=co2%100/10+'0'; co2s[2]=co2%10+'0'; co2s[3]=0; OLED_ShowString(50,32,co2s,16); o2s[0]=o2%1000/100+'0'; o2s[1]=o2%100/10+'0'; o2s[2]='.'; o2s[3]=o2%10+'0'; o2s[4]=0; OLED_ShowString(50,48,o2s,16); OLED_Refresh(); }else{ yxs[0]=yx/100+'0'; yxs[1]=yx%100/10+'0'; yxs[2]=yx%10+'0'; yxs[3]=0; OLED_ShowString(50,16,yxs,16); OLED_Refresh(); } if(temperature<temperaturedyu){ biaozhi1=1;LED1=0; }else{ biaozhi1=0;LED1=1; } if(temperature>temperaturehyu){ biaozhi2=1;LED2=0; }else{ biaozhi2=0;LED2=1; } if(humidity<humiditydyu){ biaozhi3=1;LED3=0; }else{ biaozhi3=0;LED3=1; } if(humidity>humiditygyu){ biaozhi4=1;LED4=0; }else{ biaozhi4=0;LED4=1; } if(co2>co2yu){ biaozhi5=1; }else{ biaozhi5=0; } if(o2>o2yu*10){ biaozhi6=1; }else{ biaozhi6=0; } if(yx>yxyu){ biaozhi7=1;LED6=0; }else{ biaozhi7=0;LED6=1; } if(biaozhi5==1||biaozhi6==1){ LED5=0;delay_ms(500); }else{ LED5=1; delay_ms(500); } send[0]='w';send[1]='1'; send[2]=temperature/10+'0'; send[3]=temperature%10+'0'; send[4]=humidity/10+'0'; send[5]=humidity%10+'0'; send[6]=co2/100+'0'; send[7]=co2%100/10+'0'; send[8]=co2%10+'0'; send[9]=o2%1000/100+'0'; send[10]=o2%100/10+'0'; send[11]='.'; send[12]=o2%10+'0'; send[13]=yx/100+'0'; send[14]=yx%100/10+'0'; send[15]=yx%10+'0'; send[16]=biaozhi1%10+'0'; send[17]=biaozhi2%10+'0'; send[18]=biaozhi3%10+'0'; send[19]=biaozhi4%10+'0'; send[20]=biaozhi5%10+'0'; send[21]=biaozhi6%10+'0'; send[22]=biaozhi7%10+'0'; send[23]='z'; send[24]=0;