基于ATxmega128A1的溫室環境檢測系統設計

4.3 空氣二氧化碳濃度傳感器模塊

采用MG811二氧化碳感應探頭作為敏感元件，其硬件接口電路如圖2(c)所示。模塊可設定閾值，當環境參數超過閾值時，DOUT引腳輸出低電平。模塊亦可在AOUT引腳輸出模擬電壓，根據電壓大小查表即可得知當前空氣二氧化碳濃度參數。測量范圍為0~10000ppm.

MG811二氧化碳傳感器具有靈敏度高、選擇性良好、使用壽命長、穩定性好的優點。模塊內部帶有溫度補償輸出，當環境溫度變化時，輸出電壓信號變化，溫度變化量轉換為對應電壓輸出變化量，從而通過程序補償該溫度變化量，使探頭能更有效的檢測。

4.4 光照強度傳感器模塊

采用BH1750光強采樣模塊來測量光照強度，其硬件接口電路如圖2(d)所示。該模塊光譜范圍與人眼相近，對光源依賴性不大，具有測量范圍寬(1~65535勒克斯)和高分解的特點。內部帶有1.8V電壓的邏輯輸入接口，照度數字轉換器，I2C總線接口，因此無需任何外部器件即可實現實時的光照強度采樣。

4.5 鍵盤顯示、報警、電源模塊鍵盤與顯示模塊是用戶與溫室環境檢測儀進行信息交流的模塊，鍵盤由多個按鍵組成，顯示電路采用Nokia5110液晶顯示模塊，報警電路則由發光二極管、三極管、蜂鳴器組成，其硬件電路如圖3所示。電源模塊采用穩壓芯片使蓄電池電壓轉化成所需要的供電電壓，其硬件電路如圖4所示。

5.系統軟件設計

溫室環境檢測儀軟件設計主要包括按鍵掃描設計、Nokia5110顯示程序的設計、I2C通信接口設計。系統軟件設計總流程如圖5所示。

數據采樣成功后進行處理并送液晶顯示，再判斷是否偏離預先設定的閾值，沒偏離，則繼續采樣，若偏離則控制外部設備如供水、溫控、照明、濕度控制等系統進行適量的調控，直至采樣數據回到閾值之內，則達到檢測的目的，從而維持溫室環境參數的穩定。

6.結論

溫室環境所需控制的理化指標眾多，為了能實現自動控制這些理化指標并使多項理化指標測量一體化，采用單片機及傳感器實現的溫室環境檢測儀，先采樣溫室環境參數，然后根據設定的閾值判斷是否超標或過低，從而控制外部設備的開關，實現平衡溫室各項理化指標參數，使溫室環境參數維持穩定。經過實驗驗證，該設計方案達到溫室環境參數檢測的要求。