摘要：為實現農業溫室大棚自動掌握系統的智能掌握，系統以ARM9嵌入式處理器為核心，將式調整溫室執行機構，在搭建的溫室模型中取得穩定、牢靠的運行效果。ARM系統比傳統溫室掌握系統維護簡潔、功耗低、經濟有用。較之同類設計。該系統開發了數字傳感器驅動、圖形化窗口、模糊掌握程序、頭監控，實現了溫室掌握的智能化、網絡化和可視化。；嵌入式系統；溫室大棚自動掌握系統；遠程監控；模糊掌握關鍵詞：ARM溫室大棚自動掌握系速、溫度、濕度、光照、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等農業環境要素，依據動調控溫室內環境，到達適宜植物生長的范圍，為植物生長供給最正確環境。托普物聯網了解到掌握、分布式掌握(DSC)等方法。傳統的單片機掌握系統運算力量較差，難以完成簡單的掌握算法；1PC掌握系統布線簡單、維護困難；而PI。C掌握系統造價昂揚，應用不便[7]。針對這一問題，本設計承受基于ARM的嵌入式Linux掌握系統。旨在提高溫室系統網絡支持、并發處理力量和系統穩定性，同時降低系統開發難度、本錢和功耗，滿足溫室計算機掌握系統13益簡單化的需要。而較之同類ARM掌握系統，本系統開發了數字傳感器驅動、圖形化窗口、模糊掌握程序、1本設計基于ARM9平臺開發平臺，構建嵌入式開發環境，裁剪移植Linux操作系統。系統依據LCD上對溫室進展現場監控，同時系統將攝像頭通過ARM開發板連接到以太網，利用linux強大的網絡功能，建立boa網絡效勞器。遠程計算機作為客戶機，只需登陸開發板的網址，就可能，其構造和真實溫室一樣，其中包括加熱板、風扇、開窗電機等裝置對應實際溫室中的各種執高，抗干擾力量強，使之可以在實際生產中有地得實現對溫室的掌握。硬件系統設計2系統的11ARM開發板、外圍電路和溫室模型三局部。農業溫室大棚自動掌握系統原理構造圖開發板1ARM2．開發板以三星公司的$3C2440A芯片為核心，$3C2440為ARM920T5400MHz，內置STN／CSTN／TFTI．CI)掌握器，并供給了一套完整的通用外圍接口，從而免去了添加、配[8]64MBSDRAM路板的面積。外接64MBNand-Flash和開發板的硬件資源主要包括：GPIO接口、RS232接口、以太網接口、USB接口、12C總線接口等，用以連接各類器件。開發板卜還帶有一塊觸控屏，通過圖形界面程序與用戶端口，有利于擴展更多的傳感IO進展交互，在直觀呈現溫室環境狀態的同時大大節約了．器，擴大溫室的掌握范圍。傳感器電路22．溫、濕度傳感器1．2．2本系統要求的溫度控制范圍為10～48℃，濕度掌握范圍為0．1％RH一100％RH，本系統選用SHTll數字溫濕度傳感器芯片。它高度集成，將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／I)轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上。測量準確度高，由于同時集成溫濕度傳感器，可以供給溫度補償的濕度測鼉值和高質量的露點計算功能。其測溫精度為±0．4℃，測濕精度為±3．o％RH，符合系統要求[9]。SH7F11通過二線數字串行接口，硬件電路簡潔。其通信協議類似于12C總線，但時序有所不同。I)Aq、A數據線需要外接上拉電阻；時鐘線SCK用于微處理器和SHTll之間通信同步，所以可以使用多個傳感器公用一條時鐘端口。線，用以節約IO光照傳感器2．2．2依據溫室環境掌握的要求，光照傳感器的測量范圍應在0--12lx，本系統選用的光照傳感器為Intersil公司的ISL29001，它可以感應可見光(380～770rim)，并能將光強度轉化成簡便易用的15位、12C標準數字輸出信號50Hz／60Hz抑制濾波器和15位ADC。這砦集成式光／數字傳感器實現了最高的靈敏度。可以到達人眼的靈敏度。并具有低功耗，延長了背光掌握應用巾的電池壽命和面板可見度。溫室模型．32溫室模型如圖2所示，整個溫室架構承受PRE／E仿真設計。實物模型用有機玻璃搭建，造型美觀大方。模型內的執行器件包括4臺掌握開窗角度的直流電機作為自然通風設備，1臺掌握遮光卷簾的直流電機，3排LED補光燈，2臺用來強制通風的風扇，l部加濕器、1塊加熱板和1WRF一130CHAE2501220vGC一4F05DOM光控町控硅進展功率調控；攝像芯片為中星微301，與utuLinux具有良好的兼容性。由于s3c2440芯片的輸出電壓為作為電壓轉換芯片。SN74ALVCl64245，應選用5V，而外圍電路電壓為3V．3．軟件系統設計3本系統的宿主機使用ubuntulinux承受arm-linux-gcc-4．3．2穿插編譯器進展程序編譯，使用Qto-pia2．2．0嵌入式圖形界面開發平臺編寫界面程序；通過RS232接口與開發板通信。在ARM開發平臺中移植的linux文件系統。yaffs2linux系統，根文件系統承受．29內核版本的utu—．26設備驅動程序的編寫13．驅動。驅動、傳感器驅動、PWMGPIO驅動根本輸入輸出(GPIO)1．1．3該驅動實現加濕器、開窗電機和遮陽簾電機等執行機構以及按鍵的驅動功能。通過s3c2440一gpio—cfgpin函數配置管腳功能為輸入或輸出。s3c2440一gpio—setpin函數設函數獵取當前管腳的凹凸電平值。—getpingpios3c2440一傳感器驅動2．3．1該驅動是依據溫濕度傳感器SHTll和光照傳感器ISI。29001要求的時序進展讀取傳感并轉換接為溫濕度、光照強度數據傳輸給主控程序。驅動(PWM)313進展功率掌握的PWM該驅動用于補光燈、加熱板及風扇等需要通過．$3C2440516PWM通道——定時器，其中只有定時器O～3可以輸出脈沖調制驅動、觸控屏驅動和攝像頭驅動，節約了開發時間。主程序及其掌握算法．23由于溫室系統是一個嚴格非線性、參數分布不均、大時延、大滯后、多變量、強耦合的簡單系統，它所處的環的效果，因此不需要被控對象數學模型的模糊掌握算法成為了我們的首選。模糊掌握器選擇12．3．經相關經爭論覺察溫室參數解耦與未解耦的效果相差不大Ll…，而解化量。于是整個掌握器成為一個雙輸入單輸出的模糊掌握，解決了耦合問題。掌握所示。3器構造如圖專家閱歷22．3．依據中國農業大學農業方面專家的意見，溫室系統中植物生長的適合狀況或許是溫度℃左25350lx。執行機構包括：采暖保溫系統，通風系統，補光系統，遮陽系統。執行機構的分組劃分如下：關閉窗戶，加熱片加熱；關閉窗戶不加熱；執行機構不動作；翻開四個窗戶；關閉窗戶，加濕器翻開；關閉窗戶加濕器翻開，開風機通風；光照控制系統單燈補光。LED獨工作：一般狀況下采集自然光，光照過強。拉上紗簾；光照不夠。利用．模糊掌握器設計．33．2溫度誤差e。模糊集為{NB，NS，Z，PS，PB}，輸出量u。的模糊集e。一樣。設定參考溫度為25℃，溫度誤差e。的變化范圍[4，4]，為了保證模糊集的完備性，溫度誤差的論域設為{一6，一5，一4，一3，一2，一1，0，1，2，3，4，5，6)，則尺度變化因子k。一1．5。設定光強的參考值為350Ix。uo的變化范圍{一3，一2，一1，0，l，2，3}，論域為與e。一樣，尺度變換因子為k：一2。賦值如表l所示。輸入輸出量均承受三角形隸屬函數。所示。54所示，模糊掌握子程序流程如圖主程序流程如圖開發．3GUI3嵌入式軟件開發通常Qt／Embedded和Qtopia的GUI應用開發也承受這樣的模式。先在宿主機上調試應用程序，調試通過后，經過穿插編譯移植到目標板上。Qt／Embedded直接寫入幀緩存，在宿主機上則是通過qvfb(virtualframebuffer)來模擬幀緩存。qvfb是X窗口用來運行和測試Qtopia應用程序的系統程序。qvfb使用了共享內存存儲區域虛(擬的幀緩存)來模擬幀緩從而實現了現場的實時監測。并利用servfox程序和boa效勞器開以及網頁實時監控實現實時監控。LCD啟攝像頭，實現4本設計充分利用了嵌入式Linux系統和ARM芯片的優勢，相比于傳統的溫室掌握系統具有以下優勢：分布式多任務處理力量的優勢，先進的數字傳感器智ARM智能化。本系統發揮了(1)．從而為農作物供給最正確的生長環境。同時，ARM系統功耗低、維護簡潔、開發本錢低，應用前景格外寬闊。(2)網絡化。本系統基于嵌入式Linux系統，Linux內核支持TCP／IP、IPX／PX等多種協議。充分利用ARM和Linux在網絡上的強大功能實現了對溫室的遠程監控。治理員登陸地址就可以實時對溫室的遠程監控。ip嵌入式終端的(3)以現場或遠程監控溫室內狀況，合理開發了嵌入式系統的硬件資源優勢。獻參考文[1]李宏[J]2320)[2]戴勇，周建平．粱楚華。等．基于AT89S52單片機的多功能智能溫室測控系統[J]．農機．—1395(5)：138化爭論．2023．[31LJ]．工業掌握計算機。．1816—13(1)2023[4]何世鈞，徐軍峰．張路．町編程掌握器在智能化溫室系統中的應用[J]．根底自動化，．54—7(4)：53。2023[5]唐立偉．劉理云．基于PI．C的智能溫室綜合掌握系統的研發[J]．自動化技術與應用，．一10810728(7)2023[J]楊衛中。王一鳴．李海健．基于現場總線思想的分布式溫搴智能掌握系統[6]．—167，22(9)；163學報，2023 附錄：托普物聯網簡介托普物聯網是浙江托普儀器旗下的重要工程浙江托普儀器是國內領先的農業儀器研發生產商，依據自身在農業領域的研發實力，和自主研發的配套設備，在農業物聯網領域嶄露頭角！托普物聯網以客戶需求為源頭，結合現代農業科技、通信技術、計算機技術、GIS信息技術，以及物聯網技術，竭誠為傳統行業供給溫室大棚智能掌握解決方案等。感知層、傳輸層和應用層。因此托普物聯網產品主要以這三個層次延長，涵蓋了感知系統〔環境監測傳感設備、傳輸系統〔、應用系統〔〕托普物聯1、傳感模塊：即環境傳感監測系統。它依據各類傳感設備可以完成整個園區或完成對異地園區所需數據監測的功能。2、終端模塊：即終端智能掌握系統。它可以完成整個園區或遠程掌握異地園區進展自動澆灌、自動降溫、自動開啟風機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動開窗關窗，自動液體肥料施肥、自動噴藥等各類農業生產所需的自動掌握。3、視頻監控模塊：即實時視頻監控系統。主