【正文】 選邏輯 控制 ） ● LCD 控制器（最大支持 4K 色 STN 和 256K 色 TFT）提供 1 通道 LCD 專(zhuān)用 DMA ● 4個(gè) DMA 通道 并 有外部請(qǐng)求引腳 ● 3 個(gè) UART 通道 （ , 64 字節(jié)發(fā)送 FIFO 和 64 字節(jié)接收 FIFO） ● 2 個(gè) SPI 通道 ● 1 個(gè) I178。每個(gè)定時(shí)器都 包含一個(gè)時(shí)鐘分頻器， 可以生成 5 種不同 的 分頻河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 信號(hào)（ 1/ 1/ 1/ 1/16 和 TCLK）。如果定時(shí)器 被關(guān)閉，例如，定時(shí)器在運(yùn)行過(guò)程中 TCONn 的定時(shí)使能位突然被清除，則 定時(shí)計(jì)數(shù)緩沖寄存器（ TCNTBn） 中的值將不會(huì)被再次加載到遞減計(jì)數(shù)器中 。在這 60 個(gè)中斷源中， UARTn 中斷、AC97 中斷、外部中斷對(duì)中斷控制器是 “ 或 ” 的關(guān)系。 對(duì)于濕度采集，該組合中的 CHR01 濕敏電阻 ，最高工作溫度 120℃ ，工作電壓 AC1V(50～ 2KHz)，特征阻抗與范圍為 30(21～ 45)KΩ ，測(cè)量范圍 ： 20%～ 90%RH， 精度 177。 1%/RH/年。而這類(lèi)傳感器存在對(duì)氣體 選擇性差、河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 易出現(xiàn)檢測(cè)錯(cuò)誤 、 穩(wěn)定性差 需要頻繁校準(zhǔn)、使用 壽命較短等缺點(diǎn) 。 2℃ 濕度測(cè)量精度 177。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 3. MH410D5 MH410D5 是一款通用型、智能型、微型紅外氣體傳感器 ，它利用非色散紅外（ NDIR）原理對(duì) 空氣中存在的 CO?進(jìn)行檢測(cè)，具有良好的選擇性、 無(wú)氧氣依賴(lài)性、性能能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。 由于它的這種特性使 MQ2 成為一款可以檢測(cè)多種可燃性氣體，并且適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。 數(shù)據(jù)格式： 8 位 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8 位 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8 位 溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8 位 溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8 位 校驗(yàn)和 。C 從器件訪(fǎng)問(wèn)地址 GND 0101001 Float 0111001 VDD 1001001 引腳 3：信號(hào)地。C 總線(xiàn)通信協(xié)議。 引腳 2： 模擬電壓輸出引腳 Vout。 本系統(tǒng) 所選主控 S3C2440A 自帶 10 位 CMOS ADC（模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 ）是一個(gè) 8 通道模擬輸入的再循環(huán)類(lèi)型設(shè)備。 MCU 外圍電路設(shè)計(jì) 167。 DIR2 可直接由 MCU 控制，發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)拉高即可。 LED 熄滅代表停止調(diào)控。 167。當(dāng)主控往 TSL2561 內(nèi)部寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，首先發(fā)送 起始信號(hào)、 器件地址，然后發(fā)送要寫(xiě)的數(shù)據(jù)。 開(kāi) 始LCD屏 初 始 化數(shù) 據(jù) 字 符 串 賦值屏 幕 顯 示 字 符結(jié) 束 圖 47 顯示模塊程序流程 本系統(tǒng)所選顯示模塊 P35 觸摸屏，其程序設(shè)計(jì)主要涉及到 LCD 屏的 5 個(gè)控制寄存器 和 3 個(gè)地址寄存器 的配置以及觸摸屏初始化。 硬件調(diào)試 將各個(gè)傳感器模塊電路按照邏輯圖連接起來(lái)，根據(jù)器件規(guī)格和極性看連接是否有誤，然后利用萬(wàn)用表逐個(gè)檢測(cè)調(diào)試，看是否有短路、斷路現(xiàn)象。調(diào)試屏顯效果，根據(jù)實(shí)際屏顯現(xiàn)象，修改代碼使各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)屏顯位置調(diào)制最佳。初步完成了環(huán)境指標(biāo)超過(guò)閾值自動(dòng)進(jìn)行調(diào)控，并且當(dāng)煙霧濃度及可燃性氣體濃度超過(guò) 20%LEL 時(shí)，蜂鳴器正常報(bào)警。 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 參考文獻(xiàn) [1]楊碩 . [基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室植物生長(zhǎng)光照強(qiáng)度監(jiān)控系統(tǒng)的研究 ]. 重慶大學(xué) ， 2021， P13P15 [2]黃衛(wèi)良 . 力、熱、光、磁傳感器演示儀 的 制作 . 軟件：教育現(xiàn)代化（電子版） ， 2021， 28（ 2） ， P19P20 [3]于海業(yè)， 張?jiān)弃Q，孫瑞東 .基于 LabVIEW 的溫室環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究 . 農(nóng)機(jī)化研究， 2021， 36（ 1）， P75P77 [4]牛偉 . LEON 微處理器綜述 . 中國(guó)集成電路， 2021， 42（ 7）， P31P34 [5]翻剛，蒲國(guó)林，王安志， 廖小平 ， 劉篤晉 . 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的 溫室大棚控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 2021， 29（ 2）， P79P80 [6]白澤生 . 一種二氧化碳?xì)怏w檢測(cè)方法 . 傳感器與微系統(tǒng)， 2021， 37（ 7），P105P107 [7] 任佳 ， 張曉剛 ， 王長(zhǎng)江 ， 邢杰 ， 樊春燕 ， 符澤宇 ， 王妍 ， 李金 . 數(shù)字化二氧化碳觀(guān)測(cè)儀的研制和觀(guān)測(cè) . 地震研究， 2021， 16（ 4）， P536p539 [8] 友博 ， 沈柳根 ， 孟坤 ， 瞿晶瑩 . 基于 ZigBee 的公交車(chē)環(huán)境調(diào)節(jié)與安全預(yù)警系統(tǒng) . 電子制作， 2021， 56（ 22）， P15P15 [9] 陳文智，王總輝 . 嵌入式系統(tǒng)原 理與設(shè)計(jì) . 清華大學(xué)出版社， 2021 [10] 趙景波 ， 馮建元 ， 張翰林 ， Protel DXP 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)教程 . 北京機(jī)械工程出版 社， 2021 [11] 馬忠梅 . 單片機(jī)的 C 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) （第四版） .北京 ： 航空航天大學(xué)出版社 ， 2021 [12] 丁慧杰 ， 張仁杰 . 家用小型甲烷濃度監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的設(shè)計(jì) . 光學(xué)儀器 ,2021,34(2)， P76P79 [13] 張冬林，李鑫，戴梅 . 基于 DHT11 的低成本蠶室溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2021， 32（ 18）， P14P15 [14] 李全利 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].北京 ： 高等教育出版社， [15] Wolf W，孫玉芳等譯 . 嵌入式計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [16] Koopman P and DeVale K. Comparing the robustness of POSIX operating systems. In: Proceedings of the IEEE 29th International Symposium on 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 FaultTolerant Computing, Madison, IEEE CS Press, June 1999, pp. 3037 [17] Patterson D A amp。 系統(tǒng)測(cè)試過(guò)程中 認(rèn)為改變傳感器所處環(huán)境，查看顯示模塊數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)儀器測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，并觀(guān)察檢測(cè)指標(biāo)超過(guò)閾值時(shí)看調(diào)控模塊是否正常運(yùn)行（相應(yīng) LED 燈是否正常點(diǎn)亮）。 167。 167。 167。 2. TSL2561 模塊 TSL2561 模塊程序設(shè)計(jì) 流程如圖 44 所示： 開(kāi) 始初 始 化設(shè) 置 積 分 時(shí) 間設(shè) 置 中 斷 門(mén) 限值設(shè) 置 中 斷 寄 存器延 時(shí) 等 待 轉(zhuǎn) 換結(jié) 束讀 取 通 道 寄 存器 值計(jì) 算 光 照 強(qiáng) 度值結(jié) 束 圖 44 TSL2561 模塊程序流程 TSL2561 可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) I178。 Keil 系列軟件使用方便、功能強(qiáng)大，具有良好的調(diào)試界面和有益的編譯效果，應(yīng)用非常廣泛。由于材料限制先用 LED 燈代表相應(yīng)的調(diào)控信息。所以在用 RS485 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)必須區(qū)分是發(fā)數(shù)據(jù)還是收數(shù)據(jù)。 167。 引腳 3：模擬電壓輸出。其流程如下： 1. 主機(jī)發(fā)送其實(shí)信號(hào) ； 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 2. 主機(jī)發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)（ 7 位地址，最后 1 位寫(xiě)“ 0”執(zhí)行 R）； 3. 從機(jī)發(fā)送應(yīng) 答信號(hào)； 4. 從機(jī)向主機(jī)發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)； 5. 主機(jī)產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)； 6. 主機(jī)發(fā)送停止信號(hào)。C 總線(xiàn)的數(shù)據(jù)線(xiàn)。根據(jù)該引腳電平 高低 不同，該器件有 3個(gè)不同的訪(fǎng)問(wèn)地址可供選擇。 其實(shí)物如圖 38 所示 ： 圖 39 DHT11 引腳定義 DHT11 與 MCU 連接如圖 39 所示 ： 河南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 310 DHT11 連接圖 DHT11 采用單線(xiàn)雙向串行接口，它的 DATA 引腳 用于與微處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸和同步， 單總線(xiàn)數(shù)據(jù)格式一次通訊時(shí)間一般為 4ms 左右， 數(shù)據(jù)分為小數(shù)部分和整數(shù)部分 。該傳感器使用方便，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)場(chǎng)所的 CO?檢測(cè) 。 其基本參數(shù)如表 32 所示 ： 表 32 TSL2561 技術(shù)參數(shù) 供電電壓 ～ DC 輸出類(lèi)型 I178。 傳感器簡(jiǎn)介 1. DHT11 DHT11 為一款免 校準(zhǔn)數(shù)字溫濕度復(fù)合傳感器 ，其基本參數(shù) 如表 31。C 總線(xiàn)協(xié)議與 MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使用簡(jiǎn)單方便。 5%RH。 工作電壓為3～ ， 其溫度測(cè)量范圍十分廣闊為： 55～ +125℃ ，溫度轉(zhuǎn)換延時(shí)僅為 750ms， 測(cè)量結(jié)果以 9～ 12 位數(shù)字量方式串行傳送， 精確度最高可調(diào)至℃ 。 內(nèi)部中斷 包括 2 個(gè)看門(mén)狗中斷、 5 個(gè)定時(shí)器中斷、 9個(gè) UART 中斷、 4 個(gè) DMA 中斷、 2 個(gè) RTC 中斷、 2 個(gè) ADC 中斷、 1 個(gè) I178。當(dāng)遞減計(jì)數(shù)器的值減到 0 時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)定時(shí)器中斷請(qǐng)求信號(hào)，告知 CPU 定時(shí)任務(wù)已完成。定時(shí)器 0 包含一個(gè)死區(qū)發(fā)生器，用于大電流驅(qū)動(dòng) [5]。 167。再將程序流程圖中列舉的一系列操作用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)出來(lái)，然后通過(guò) Keil uvision4 編譯 調(diào)試，調(diào)試完成后通過(guò) JFlash ARM 下載到 系統(tǒng)的 NandFlash 內(nèi)， 至此軟件設(shè)計(jì)基本完成 。 4. 擴(kuò)展接口 為了增強(qiáng)系統(tǒng)的拓展功能應(yīng)合嵌入式可裁剪、方便移植的特性，本智能農(nóng)業(yè)操作系統(tǒng)中預(yù)留了一個(gè) RS485 串口接口，該接口可以將系統(tǒng)檢測(cè) 的數(shù)據(jù)發(fā)送到 數(shù)千米 外 ， 將接口接入電腦便可 實(shí)現(xiàn) 對(duì)系統(tǒng)的 遠(yuǎn)程 監(jiān)測(cè) [3]。 微 型 處 理 器（ S 3 C 2 4 4 0 A）液 晶 顯 示 模塊（ P 3 5 ）R S 4 8 5 通 信接 口執(zhí) 行 調(diào) 節(jié) 電路溫 濕 度 模 塊（ D H T 1 1 ）光 照 模 塊（ T S L 2 5 6 1）二 氧 化 碳 模塊 （ M H 4 1 0 D 5 ）串 行 輸 出I 178。 技術(shù)指標(biāo) ? 額定電壓： 5V ? 額定電流： ? 環(huán)境溫度： 0～ 50℃ ? 檢測(cè)參數(shù)及范圍見(jiàn)表 21 表 21 系統(tǒng)環(huán)境檢 測(cè)參數(shù) 所選傳感器 檢 測(cè)參數(shù) 檢 測(cè)范圍 檢 測(cè)精度 DHT11 溫度 0～ 50℃ 177。 21 世紀(jì)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，很多技術(shù)都在向網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，農(nóng)業(yè) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 也不例外，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)溫室大棚的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化管理，無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)控制，在強(qiáng)大的“云服務(wù)”控制下創(chuàng)造出完全自動(dòng)化、無(wú)人化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地是智能農(nóng)業(yè) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)之一 ?？梢跃邆?全年生產(chǎn) 能力 的大型現(xiàn)代化溫室 大棚 很少。再配備 MQ2(煙霧監(jiān)測(cè)傳感器 )和報(bào)警電路使它還擔(dān)負(fù)起了大棚內(nèi)火災(zāi)預(yù)警功能增加了溫室大棚的安全系數(shù)。環(huán)境檢測(cè)塊用到的傳感器主要有 ：DHT11(溫濕度 監(jiān)測(cè) )、 MH410D5(二氧化碳傳感器 )、 MQ2(煙霧監(jiān)測(cè)傳感器 )、TSL2561(光照強(qiáng)度傳感器 )，數(shù)據(jù)傳輸電路 為預(yù)留 RS485 接口，數(shù)碼顯 示模塊為 P35 屏，主控為三星公司 的 S3C2440A 芯片。溫室大棚是最能代表現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技產(chǎn)物之一 。 軟硬件調(diào)試 ..................................................................................................... 32 167。 報(bào)警與復(fù)位電路設(shè)計(jì) ............................................................................ 24 167。 傳感器簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 12 167。 微處理器的選擇 .............................................................................................. 7 167。 智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn) .................................................................... 2 167。本系統(tǒng)主要基于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用 ARM920T 架構(gòu)的 S3C2440A 芯 片作為 主控芯片，用 DHT11(溫濕度 監(jiān)測(cè) )、 MH410D5(二氧化碳傳感器 )、 MQ2(煙霧監(jiān)測(cè)傳感器 )、 TSL2561(光照強(qiáng)度傳感器 )等傳感器作為系統(tǒng)的環(huán)境 監(jiān)測(cè) 模塊，用 RS485 串口作為系統(tǒng)遠(yuǎn)程通信接口，用 P35 觸摸屏作為系統(tǒng)人機(jī)交互窗口。 本課題意在設(shè)計(jì)一款適合普通農(nóng)民大眾使用智能農(nóng)業(yè) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) ， 本智能農(nóng)業(yè) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 主要應(yīng)用于溫室大棚 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要內(nèi)容 .................................................................... 2 167。 智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)