基于物联网的智能农情监测预警系统
3 系统硬件设计
3.1 系统总体模块设计
该系统主要模块主要组成部分为单片机，单片机也是主要核心的芯片，与此同时还运用了2.4寸的TFT彩屏，以及WIFI模块进行选择，DS18B2用来设置温度的传感器，当然也有补光模块和燃气烟雾模块，当有补光的需要的时候可以使用LED灯进行补光，蜂鸣器进行报警，也有继电器进行连接设置，整体的四个按键按钮一起组成我们的农情监测系统。
我们运用了TFT的显示屏进行了日期的显示，同时还可以显示我们的温湿度，DS18B20是用来监测温度情况，在硬件中运用了一个可燃气体监测模块，进行烟雾的的显示，在显示屏上同时也会显示光照，显示LED灯的状态，蜂鸣器开关报警的一个状态，最后在此设备中还具有自动模式，手动模式。
在我们的显示模块上运用了多个功能，显示了多个模块。STM32单片机实时万年历、土壤湿度、DS18B20温度、燃气/烟雾值、光照值大小，按键能够设置各个采集量对应的阈值，驱动2.4寸TFT彩屏实时显示采集到的数据；设备对继电器开关状态、补温LED灯开关状态、补光LED灯开关状态、蜂鸣器报警开关状态进行显示；该设备工作模式分为：自动模式、手动模式。此外还设置了WIFI WIFI无线模块，查看相应数据；WIFI能够进行一键校时功能，将手机时间设置到板载中，更新板子年月日时分秒。
本系统的功能模块设计如下图所示
图3-1 总流程图
3.2STM32单片机模块介绍
该型号的单片机组成的基于物联网的智能农情监测系统，是一款集成嵌入式软件开发的一种系统，这种硬件的组成通过RAM存储器存储我们的大量程序，并且可以进行输入和输入，此外该单片机的引脚较多，可以通过不同的引脚连接单片机的各个模块，同时具有接地电源等功能，运用接地电源的方式进行了各个模块的导通导入，同时保护着我们的电路板。
该系统主要由于STM32F103C8T6单片机组成，这也是农情监测系统的主要控制芯片，主要是因为模块组装的农情系统比较智能化，运用STM32F103C8T6模块进行控制器运用，该模块价格比较便宜几十块钱，而且CPU内存非常强大，可以承载很多设计而且不卡机，并且可以和复位按键一起组成最小系统，用来保护电路板，stm32单片机最高频率72MHZ，存储器速度为32-512KB，可以通过电源线和复位连接I/O接口，进行驱动的转换，也就是我们的C程序通过这样的方式可以写入电路，这种电路板低功率，可以在3.3V电压和5V等电压上进行畅通的导入，是时下非常流行的单片机，相比51单片机，该单片机功能强大，充分的保护了整个电路板，令电路板不会烧毁。
单片机引脚图如图3-2所示。
图3-2 Stm32单片机的接口
单片机的硬件接口如图3-3 所示
图3-3 STM32连接的小型电路板
4系统的软件设计
4.1蜂鸣器报警监测流程
一般蜂鸣器都会起到一个报警的作用，尤其是在打印机以及电子产品的设备中都需要蜂鸣器进行报警，一般采用5V电压，这个电压主要应用于小型单片机电路板的使用，蜂鸣器内置电路同样也运用了三极管9102进行驱动，当单片机的一个引脚为高电平时，那么蜂鸣器会叫，以蜂鸣声的方式提醒农情系统中的可燃气体监测，同时还会输出一定 电流，进行保护电路。
图4-1 蜂鸣器原理
蜂鸣器的软件设置主要通过对可燃气体的监测，当我们监测到可燃气体时运用高低平的设置，智能农情系统是通过4个按钮进行监测的，当可燃气体到监测位置其输出端口就向单片机输出低电平。由上至下的第一个位置为可燃气体上限报警线，即当可燃气体高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，气体农度过高电磁阀有可能出故障，如图4-1所示。
图4-2 蜂鸣器报警
4.2光照、烟雾、湿度传感器流程
运用低电平进行连接，主要运用了二极管，当电流流过二级管时，低电平进行开启，那么LED灯进行打开。低电平LED主要运用100阻值电阻，同时接地。
图4-3 LED低电平原理图
5系统的测试
5.1湿度监测系统测试
查看我们的电路板，在电路板上包含了多个模块，连接与我们的电路板进行功能上的组装，在我们的电路板上主要测试的功能有可燃气体监测，土壤的监测，还有光照，温度的补光，同时也可以检查可燃气体。下面我们来看下进行补光的监测。当我们的光照正常时，那么我们的温度正常时无需进行补光，只需要温度黄灯正常显示，此时如果运用继电器连接水泵就可以打开，因为当前的湿度过低。
图5-1监测湿度
5.2光照监测系统测试
光照的监测，当我们设置的值，光照过低，我们的白色的LED灯会亮，这就是我们补光的LED灯。测试过程中我们的可以在比较黑暗的房间内监测，然后运用按键设置我们的阀值。
图5-2光照监测
5.3土壤监测系统测试
土壤的监测，运用我们的土壤监测仪器进行土壤的监测，这个监测模块是可以直接插入土壤中去的，但是为了方便测试我们运用了卫生纸进行包裹，此时土壤监测到了土壤，此时我们的光照补光进行打开。
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