AVR現代設施農業的監控系統設計

2 系統結構設計

針對不同的參數監控要求，進行以下幾個功能模塊的設計。

2.1 參數采集模塊

DS18B20采用的是1－Wire總線協議方式，即在一根數據線實現數據的雙向傳輸，而對MEGA128單片機來說，硬件上不支持單總線協議，因此，必須采用軟件的方法來模擬單總線的協議時序來完成對DS18B20芯片的訪問。并對讀寫的數據位有著嚴格的時序要求。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。而每一次命令和數據的傳輸都是從主機主動啟動寫時序開始，如果要求單總線器件回送數據，在進行寫命令后，主機需啟動讀時序完成數據接收。數據和命令的傳輸都是低位在先。 采用DS18B20設計的溫度參數采集模塊如圖2所示。

 圖2 溫度采集模塊 圖3 濕度采集模塊

濕度采集模塊采用了CHTM-02NA型濕度傳感器，輸出模擬電壓信號0-3V，濕度測量范圍10% - 95%RH。模擬電壓信號通過單片機MEGA128的PA0口進行A/D轉換，如圖3所示。

CO₂濃度采集模塊見圖4，外部+6VDC電壓給H-H端加熱元件加熱，當其表面溫度足夠高時，MG811元件相當于一個電池，其AB兩端會輸出電壓信號，根據該電壓信號的大小可測量CO₂濃度。

圖4 CO₂濃度采集模塊 圖5 照度采集模塊

針對LED對作物的補光照射的優勢，開發光照采集系統和光譜范圍可調的光照控制系統，可以方便地應用在不同類型的植物補光場合。照度采集模塊見圖5。