一种基于STM32的温室远程监测和控制系统的设计

引言

传统农业需要消耗大量的劳动力，生产效率低，急需要向现代农业的转变。温室技术作为现代农业的重要代表将作物的生长从自然环境独立出来，形成一个可以进行人工控制的半封闭系统。我国从20世纪90年代开始向温室技术发达的荷兰、美国等国学习，但是由于我国农业生产条件与国外情况不同，不能直接照搬国外的模式，而需要研发适合我国各地区生产条件的温室控制系统。

针对上述情况设计了一套温室的远程监测和控制系统。由于在各个环境因素中，空气温湿度对作物的生长具有较大的影响，所以系统选择对温室内空气温湿度进行监测和控制。传统的51系列单片机控制系统运算能力以及功能扩展能力差，PLC控制系统成本太高，所以选择了外设丰富、扩展性强以及成本较低的STM32单片机作为温室内的控制器。

1、系统总体设计

文中开发了一套基于STM32的温室远程监测和控制系统。通过利用STM32单片机作为温室内的控制器以及MFC编写的远程控制软件可以实现对温室内温湿度远程监测和控制。在STM32控制器设计中加入ENC28J60模块，使控制器可以接入网络，同时在STM32的程序设计中移植LwIP协议，使控制器可以通过TCP/IP协议与远程控制软件进行数据通信。

STM32控制器直接控制DHT11传感器和继电器模块，DHT11负责测量温室内温湿度，继电器模块负责控制温室内的加热系统和湿帘系统，改变温室内的温湿度。在VC6．0平台下利用MFC设计了简单易用的远程控制界面，可以远程监测温室内的温湿度，并对温室内设备进行控制，将控制过程中产生的数据保存到数据库中，系统整体框架如图1所示。

图1系统整体框图

2、系统硬件设计 2．1、核心处理器的选择

STM32具有丰富的外围设备，内置64K的静态ＲAM和512K字节的闪存存储器，多达112个GPIO端口，可以按要求配置成输入或输出各四种模式，共有7路通用DMA，负责存储器之间以及存储器和外设之间的直接数据传输，内嵌3个12位的模拟/数字转换器，1条I2C总线连接控制器和外围设备，2条SPI总线，负责一个主设备和多个从设备之间进行数据交换，可以外接以太网接口，3个USAＲT串口，1个SDIO接口进行存储器扩展以及1个JTAG接口可以用于连接计算机进行程序调试。