基于MicroPython的大棚監測控制系統的程序設計與模型設計

ID:130183 · 發表于 2019-2-26 10:51

智慧農業就是將物聯網技術運用到傳統農業中去，運用傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農業生產進行控制，使傳統農業更具有“智慧”。除了精準感知、控制與決策管理外，從廣泛意義上講，智慧農業還包括農業電子商務、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容。

智慧農業是農業生產的高級階段，是集新興的互聯網、移動互聯網、云計算和物聯網技術為一體，依托部署在農業生產現場的各種傳感節點（環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等）和無線通信網絡實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。

本次實驗以大棚監測控制系統為目標，使用TPYBoardv102開發板、各種傳感器、電機等，實現一個智能大棚監測控制系統的基礎模型。

系統主要的技術特點：

監控功能系統：根據各類傳感器來獲取植物生長的環境信息，如監測土壤水分、空氣溫度、空氣濕度、光照強度等參數（大家可根據自己的需求，增加其他參數，如二氧化塘、土壤溫度等）。

自動控制系統：TPYBoardv102開發板作為主控模塊，負責各個環境信息的收集與匯總，并根據以上各類信息的反饋對農業大棚內進行自動灌溉、自動降溫、自動卷遮光罩等自動控制。

所需器件

實物圖：（部分主要器件）

程序設計

完整源代碼獲取可關注“MicroPython玩家匯”V信工眾號，回復“畢設”即可

（1）獲取溫濕度數據，當溫度高于閾值時，觸發繼電器，打開排風扇，反之關閉；
（2）獲取土壤濕度數據，當濕度低于土壤濕度檢測模塊的閾值時，土壤濕度檢測模塊的OUT引腳會輸出高電平，這時觸發繼電器，啟動水泵進行灌溉；
（3）獲取光照強度數據，當光照強度高于閾值時，觸發步進電機，卷起遮光罩，反之蓋上。

實物連接

先連接電源部分。電源部分主要涉及到降壓模塊和按鍵開關。先用萬用表，找出按鍵開關中哪兩個引腳是按下導通，彈起不導通的。這里，我們假設為引腳A和引腳B。

各類器件沒有固定，看起來有點亂。接下來，用熱熔膠把器件整齊的固定在洞洞板上。

本次我用步進電機來模塊遮光罩的卷起和放開。為了能明顯的看到步進電機的轉動效果，我在步進電機上粘了一個塑料小風扇。

還有一處地方，就是降壓模塊的OUT輸出電源要接到開發板上，用于給其供電。整體效果如下圖：

程序調試

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接線完畢后，就要將最重要的程序放到開發板上。首先，通過USB數據線將開發板接入電腦，電腦上會出現一個類似U盤的可移動設備，名稱為【TPYBFLASH】，把程序拷貝到里面即可。

注意：操作開發板磁盤時，板載的紅色LED會亮，說明開發板正在保存操作，需等待紅燈熄滅再進行其他操作。

演示效果

程序調試完，拔掉USB數據線。放入18650電池，按下按鍵開關即可。不同的環境下，土壤濕度和光照模塊需要調節靈敏度（轉換模塊上的藍色按鈕）。

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