基于STM32平台的温室食用菌种植控制系统设计

发布时间：2021-10-05 06:36

　　食用菌生长对周围环境参数要求十分严格。结合嵌入式系统设计,给出了一种可模拟食用菌生长环境的控制系统,为人工种植食用菌提供了智能化管理手段。系统可以对生长库中的各类参数实时采集,并通过网络通信方式将数据传输到云平台,以便多库集约化管理和数据集中对比分析,同时也可远程监控生长库运行,实现生长库无人值守的自动化种植。通过引用该系统,不但可以实现节省人工成本,提高企业经济效益的目的,而且还能够保证食用菌生产的稳定性。 

【文章来源】：工业控制计算机. 2020,33(06)

【文章页数】：2 页

【部分图文】：

食用菌温室种植控制系统总体设计

由于食用菌种植温室内参数测点较多，每个测点对应一个任务，要实现多任务机制，同时也为了满足实时性控制要求，控制系统采用轻量级嵌入式操作系统μC/OS-II进行任务的管理和切换[6]。在μC/OS-II里，每个任务都有一个任务控制块，且每个任务都有自己的专用堆栈，当发生任务切换时，操作系统先进入一个中断，一般是软中断或者时钟中断，然后存储当前任务堆栈地址，恢复要切换的任务堆栈地址。控制系统中任务种类大致分为：传感器数据采集、执行机构控制、CAN总线通信、网络通信、TFT显示和触摸、声光报警等。程序设计主流程图如图3所示。4 结束语

系统中的控制模块主要由主控器件、传感器接口、电源管理、存储、显示、声光提示等单元构成。系统采用STM32系列F103ZET6-144增强型芯片作为主控器件。该芯片为32位的Cortex-M3嵌入式CPU芯片，主频最高可达72MHz[4]，满足食用菌生长环境参数实时控制和调节的需求。同时，该芯片内部含有512kB的Flash，满足采用嵌入式操作系统编程时程序存储和数据存储的需求。该芯片还具有一个CAN接口，容易实现控制模块与温室中传感参数采集和执行系统的通信连接。芯片还拥有FSMC接口，易与TFT触摸式显示屏连接，极大地方便了食用菌参数的显示和现场调节。通信模块采用W5500以太网控制芯片实现，该芯片是集成了全硬件TCP/IP协议栈的嵌入式以太网控制器，同时也是一颗工业级以太网控制芯片，通过4线SPI接口与主控器件进行通信，SPI速率理论上可以达到80MHz[5]，可以实现食用菌生长环境参数数据流的快速上传和远程操控命令流的下传。为了满足嵌入式操作系统对运行内存的需求，系统需要外扩一片RAM芯片IS62WV51216BLL-55TLI，该芯片与TFT屏共享FSMC总线，通过片选信号实现切换，RAM模块接口电路如图2所示。系统采用常用DHT11传感器实现温湿度采集，该器件为温度和湿度采集一体化传感器，采集数据精度满足食用菌环境控制需求。当温度不符合要求时，控制模块给制冷设备电磁阀发送启闭控制命令。3 软件系统设计

【参考文献】：
期刊论文
[1]STM32的W5500以太网通信模块快速实现方法[J]. 杨红波,朱磊,张博,鲁露.  单片机与嵌入式系统应用. 2018(08)
[2]浙江省食用菌产业现状分析与发展对策[J]. 陆中华,王健敏.  食用菌. 2005(03)

硕士论文
[1]基于UCOSII的智能窗系统的设计[D]. 何雅琴.华东师范大学 2007



本文编号：3419194