基于嵌入式Web服務器的智能溫室監控系統

圖3是獲取外界光照條件的方案。設計選用廉價的光電管，當光照強度大時，光電管導通電流大，從而在VIN_N端得到更低的電壓。VIN_N端和 LM3S102內置的模擬比較器相接，將采集到的數據存于RAM中，和SHT10采集到的濕度、溫度信息一起，由TCP／IP協議封裝發送。

1．2 Web服務器子系統
為了構建Web服務器子系統，必須找到合適的網絡功能實現方法。如圖4所示，系統選用SPI接口的網絡芯片ENC28J60實現網絡MAC和PHY的功能，充分利用LM3S102的外設接口。TPOUT和TPIN端送往隔離變壓器，外接通用的RJ45網口。后續部分將介紹在此硬件平臺上TCP／IP協議的實現。

1．3 外設控制子系統
為了實現對溫室自動卷簾的遠程智能升降控制，設計采用PWM控制步進電機的方法。步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制非常簡單。接口芯片MPC17529用來驅動步進電機。在實際運用中，可采用各種方法增大后級電路的驅動能力，以實現對重型卷簾門的自如控制。圖5為電機控制電路的實現方法。

由于LM3S102的I／O口有限，本設計采用I2C接口擴展I／O口的專用芯片PCA9554。掛接在I2C總線上的該芯片可以擴展出8路GPIO，在演示時采用用8盞LED燈來表示溫室電熱器、植物生長燈、微管噴滴灌、氣體肥料釋放機等溫室常用設備。實際應用時加上繼電器電路以后便可以方便地實現對溫室中諸多科技農業控制系統的實時控制。電機控制電路如圖6所示。

經過各子系統的硬件設計，LM3S102的片上接口與片內資源得到了充分的利用。