128新科技基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設計孫滿旭，田振龍，許源瑋，張民煜（黑龍江八一農(nóng)墾大學，黑龍江 大慶 163319）摘要： 本文以大棚溫室為研究對象，以單片機微控制器為主控芯片，通過對溫室大棚內(nèi)的溫濕度監(jiān)測，設計一種基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。通過 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器采集溫室溫濕度，經(jīng)過單片機處理后在 LCD1602 液晶顯示屏上顯示空氣質(zhì)量，利用藍牙模塊的通信功能將溫室內(nèi)的溫濕度測量值發(fā)送到手機 APP 上，可對溫室內(nèi)溫濕度進行實時監(jiān)測。關鍵詞： 溫室；溫濕度；監(jiān)測；系統(tǒng)；設計一、研究背景及意義中國是一個農(nóng)業(yè)大國，自古以來農(nóng)業(yè)在國民生產(chǎn)中占據(jù)著重要地位。隨著我國進入新時代，我國各個行業(yè)的迅猛發(fā)展，尤其是國家對農(nóng)業(yè)的投入成本日益增大，促使了我國由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準農(nóng)業(yè)的快速轉(zhuǎn)變。現(xiàn)代溫室通過科學技術(shù)實現(xiàn)了對溫室環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，更好的實現(xiàn)了對溫室的控制使用，改變了過去靠天吃飯的現(xiàn)狀。溫室大棚技術(shù)雖然取得的快速的發(fā)展，但在溫室環(huán)境監(jiān)測方面還存在一定的局限性，限制了我國溫室農(nóng)業(yè)的長遠發(fā)展?；谒{牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)正是在這樣的背景之下，立足于研究符合我國國情的溫室監(jiān)測體系，具有一定研究價值和現(xiàn)實意義。二、系統(tǒng)總體方案設計基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)主要關鍵元件選擇部分為以下幾個模塊：溫濕度采集模塊、溫濕度顯示模塊以及藍牙通信傳輸模塊，接下來將重點敘述完成這個系統(tǒng)功能方案的選擇與設計。（一）作為核心控制系統(tǒng)的單片機的選擇是重點之一，考慮其系統(tǒng)設計性價比，工作的穩(wěn)定性，便于開發(fā)和功耗等因素?；谝陨蠋c要求系統(tǒng)采用 51 系列單片機作為硬件核心，以STC89C52 作為代表，該系列單片機具有低功耗、雙 DPTR、C 語言代碼編寫簡單、通用性強等優(yōu)點。（二）顯示模塊是人與機器最直接交流的窗口，為了實時顯示溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的狀態(tài)以及操作狀態(tài)，系統(tǒng)通常設計有顯示模塊，通常采用的顯示模塊有 LCD12864 顯示屏和LCD1602 顯示屏。由于系統(tǒng)不需要顯示豐富的內(nèi)容，只需要顯示溫度數(shù)值即可，因此系統(tǒng)選擇 LCD1602 顯示屏。三、主控芯片的選擇與設計基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機，該單片機既可以滿足基本要求，又具有簡單的記憶存儲功能，而且價格相對便宜，STC89C52 單片機設計所使用外部管腳 P0、P1、P2、P3 口都可以作為 I/O 口使用，既可以作輸出口，也可以作輸入口。四、溫濕度傳感器的選擇與設計DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器，它應用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。五、LCD1602 顯示模塊設計在單片機控制系統(tǒng)中，使用 LCD1602 來顯示溫度、溫度的上限值、下限值。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。六、藍牙通信模塊設計為了能夠及時實時對溫室空氣溫濕度進行監(jiān)測，系統(tǒng)利用藍牙通信模塊與手機進行連接，可以直觀隨時觀察空氣中粉塵及溫濕度的相應值并作出決策。基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)采用 SPP-CA 藍牙模塊，該藍牙模塊支持UART 接口，并支持 SPP 藍牙串口協(xié)議，具有成本低、體積小、功耗低、收發(fā)靈敏性高等優(yōu)點，只需配備少許的外圍原件就能實現(xiàn)強大的功能。SPP-CA藍牙模塊的電路設計如圖3所示：圖 3 用 SPP-CA 藍牙模塊電路設計圖如圖所示，SPP-CA 藍牙模塊外圍管腳 GND 接地，VCC接電源，RXD 接單片機 P31 管腳，TXD 接單片機 P30 管腳。SPP-CA 藍牙模塊具有無線傳輸功能，能夠?qū)纹瑱C處理的數(shù)據(jù)信號通過無線傳輸功能傳送至手機 APP，通過 APP 更直觀的實時掌握溫室溫濕度數(shù)據(jù)。七、結(jié)束語由于溫室環(huán)境監(jiān)測復雜，我國在溫室環(huán)境監(jiān)測方面還存在一定的局限性，正是在這樣的背景之下，設計一種基于藍牙通信的溫室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)通過藍牙通信模塊將溫室中的空氣中溫濕度測量值發(fā)送到手機 APP 上，可對溫室溫濕度進行實時監(jiān)測，對實時掌握溫室溫濕度并對溫室環(huán)境控制提供基礎數(shù)據(jù)，具有較強的實際應用意義。具有一定研究價值和現(xiàn)實意義。參考文獻：1康華光.電子技術(shù)基礎數(shù)字部分M.北京：高等教育出版社 ,2008.2 李全利 . 單片機原理及應用技術(shù) . 北京：高等教育出版社 .2009.作者簡介：孫滿旭（1994 年 9 月）男，黑龍江省肇州縣，黑龍江八一農(nóng)墾大學電氣與信息學院電子信息工程專業(yè)本科在讀。DOI:10.19474/j.cnki.10-1156/f.006433