Android系統(tǒng)下的智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于Android系統(tǒng)的智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置，具體來(lái)說(shuō)是涉及一種在Android系統(tǒng)的智能植物生長(zhǎng)柜中環(huán)境的測(cè)控設(shè)備,利用Android (Cortex_A9)友好的人機(jī)交互界面顯示和操作stm32單片機(jī)，共同完成對(duì)智能植物生長(zhǎng)柜中植物生長(zhǎng)環(huán)境多參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，從而使智能生長(zhǎng)柜中的植物得到更適宜的生長(zhǎng)條件，屬于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]Android系統(tǒng)下的智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置是專門為生長(zhǎng)柜中植物的生長(zhǎng)環(huán)境提供的監(jiān)測(cè)與控制裝置。智能植物生長(zhǎng)柜是模擬自然界中的植物生長(zhǎng)環(huán)境，影響植物生長(zhǎng)的主要條件有環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等。一種參量變化或多種參量同時(shí)變化，都會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生很大影響，這也對(duì)植物生長(zhǎng)柜的測(cè)控裝置提出更高要求。當(dāng)前智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置也有不少，但同時(shí)模擬自然界五個(gè)參量的智能植物生長(zhǎng)柜很少見(jiàn)，而且用最新流行的Android系統(tǒng)作為智能植物生長(zhǎng)柜的測(cè)控中心更是沒(méi)有。通常的智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置通常存有不足之處:或硬件資源有限或操作界面不友好或成本太高，導(dǎo)致相關(guān)指標(biāo)較差及無(wú)法普及使用。
[0003]陜西旭田光電農(nóng)業(yè)科技有限公司開(kāi)發(fā)的一種植物生長(zhǎng)柜控制系統(tǒng)總控單元作為智能植物生長(zhǎng)柜的監(jiān)測(cè)與控制中心，實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)柜的環(huán)境參數(shù)的采集與控制。通過(guò)溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度傳感器采集到的數(shù)據(jù)首先發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行處理，緊接發(fā)送到觸摸屏顯示，同時(shí)可以通過(guò)觸摸屏控制驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備調(diào)節(jié)生長(zhǎng)柜的生長(zhǎng)環(huán)境。
[0004]該智能生長(zhǎng)柜的測(cè)控裝置存在如下缺陷:
[0005]1、雖然實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)對(duì)各個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處理及外圍設(shè)備的控制，但由于硬件資源和CPU的局限無(wú)法實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)柜的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，例如攝像頭、Wifi通信無(wú)法同時(shí)架構(gòu)等。
[0006]2、該單片機(jī)的測(cè)控裝置不具有存儲(chǔ)、記憶和查詢功能，不利于對(duì)智能植物生長(zhǎng)柜的環(huán)境參數(shù)跟蹤。
[0007]3、由于單片機(jī)功能的局限性，無(wú)法開(kāi)發(fā)出豐富多彩的人機(jī)交互界面，而且單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的觸摸屏靈敏度以及分辨率比較低，人機(jī)交互效果不好。
[0008]上海精勝科學(xué)儀器公司生產(chǎn)的智能植物生長(zhǎng)箱采用微電腦全智能控制系統(tǒng)作為智能植物生長(zhǎng)柜的監(jiān)控中心，處理生長(zhǎng)柜的環(huán)境參數(shù)送到液晶觸摸彩色視屏顯示，而且可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行環(huán)境參數(shù)設(shè)置控制驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備調(diào)節(jié)生長(zhǎng)柜的環(huán)境。
[0009]該智能生長(zhǎng)柜的測(cè)控裝置存在如下缺陷:
[0010]1、使用微電腦作控制中心，雖然擁有了豐富的硬件資源和強(qiáng)大的CPU，但是仍不能查看生長(zhǎng)柜內(nèi)部的情況，實(shí)時(shí)性效果不好。
[0011]2、微電腦成本高，不利于智能植物生長(zhǎng)柜的普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種新型智能植物生長(zhǎng)柜的測(cè)控裝置。通過(guò)采用Android系統(tǒng)與stm32單片機(jī)的合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能植物生長(zhǎng)柜中五個(gè)環(huán)境參數(shù)正確采集、處理、顯示以及控制，為植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的條件，同時(shí)通過(guò)Android系統(tǒng)下的攝像頭查看生長(zhǎng)柜中植物的生長(zhǎng)狀況，解決了現(xiàn)有智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置僅針對(duì)單一參量或較少參量的監(jiān)測(cè)與控制、無(wú)法跟蹤生長(zhǎng)柜的環(huán)境參數(shù)、生產(chǎn)成本高等問(wèn)題。
[0013]本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容:
[0014]本發(fā)明的Android系統(tǒng)的智能植物生長(zhǎng)柜測(cè)控裝置具有上位機(jī)Android系統(tǒng)主控模塊(I);其特征在于，還包括與Android系統(tǒng)主控模塊(I)相連的攝像頭模塊(2)、wifi模塊(3)和觸摸屏(4);與Android系統(tǒng)主控模塊(I)相連的下位機(jī)單片機(jī)控制模塊(5);連接上位機(jī)Android系統(tǒng)主控模塊(I)與下位機(jī)單片機(jī)控制模塊(5)的USB轉(zhuǎn)串口線(6);與下位機(jī)單片機(jī)控制模塊相連的溫濕度二氧化碳一體變送器(7)、光照度傳感器模塊(8)和溫度傳感器模塊(9)三個(gè)采集模塊；與下位機(jī)單片機(jī)控制模塊連接的壓縮機(jī)(10)、加熱棒
(11)、霧化器(12)、氣泵(13)和LED燈光板(14)五個(gè)生長(zhǎng)柜中環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備。
[0015]所述的主控模塊為最新的Android4.0系統(tǒng),硬件資源為Cortex_A9 ARM,通過(guò)串口與下位機(jī)單片機(jī)進(jìn)行通信，對(duì)生長(zhǎng)柜中環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。
[0016]所述的與Android系統(tǒng)主控模塊相連的攝像頭和IXD觸摸屏在Android系統(tǒng)下隨時(shí)查看植物生長(zhǎng)狀況和環(huán)境參數(shù)。
[0017]所述的下位機(jī)單片機(jī)控制模塊控制溫濕度二氧化碳一體變送器、光照度傳感器和溫度傳感器五個(gè)傳感器對(duì)智能植物生長(zhǎng)柜中環(huán)境參數(shù)的采集，并通過(guò)串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到Android系統(tǒng)主控模塊進(jìn)行處理與顯示。
[0018]所述的智能植物生長(zhǎng)柜中環(huán)境調(diào)節(jié)設(shè)備為壓縮機(jī)制冷、加熱棒加熱、霧化器加濕、氣泵使二氧化碳發(fā)生裝置啟動(dòng)以及根據(jù)時(shí)間調(diào)節(jié)LED燈光板。
[0019]本發(fā)明的智能植物生長(zhǎng)柜的測(cè)控裝置由Android設(shè)備9的FS_V210系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板和基于stm32開(kāi)發(fā)板13的stm32單片機(jī)兩大部分組成，兩者之間通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線USB接口端 7進(jìn)行連接，攝像頭模塊10和wifi模塊6與Android設(shè)備9的FS_V210系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板相連，C02-T100溫濕度二氧化碳一體變送器15、KZD-V3-1光照度傳感器11和DS18B20溫度傳感器14五個(gè)傳感器與基于stm32開(kāi)發(fā)板13的stm32單片機(jī)連接，與基于stm32開(kāi)發(fā)板13的stm32單片機(jī)相連接的還有加熱棒16、壓縮機(jī)17、霧化器18和氣泵19。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，采用stm32單片機(jī)作為下位機(jī)數(shù)據(jù)采集與驅(qū)動(dòng)外圍設(shè)備調(diào)節(jié)智能植物生長(zhǎng)柜環(huán)境參數(shù)的控制中心。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，stm32單片機(jī)將采集到的各傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口發(fā)送到運(yùn)行Android系統(tǒng)的FS_V210開(kāi)發(fā)板。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，在Android系統(tǒng)下對(duì)串口接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示，并且調(diào)用攝像頭查看生長(zhǎng)柜中植物生長(zhǎng)狀況。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)Android設(shè)備觸摸屏設(shè)置傳感器的上下限，由stm32單片機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)外圍設(shè)備調(diào)節(jié)環(huán)境。
[0024]工作過(guò)程描述:
[0025]下位機(jī)基于stm32開(kāi)發(fā)板的stm32單片機(jī)負(fù)責(zé)控制C02-T100溫濕度二氧化碳一體變送器、KZD-V3-1光照度傳感器和DS18B20溫度傳感器對(duì)生長(zhǎng)柜中的空氣溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度及營(yíng)養(yǎng)液溫度五個(gè)參數(shù)進(jìn)行采集、然后通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口發(fā)送到Android系統(tǒng)下，在該平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)顯示在觸摸屏上，此外創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)用以存放接收的各傳感器數(shù)據(jù)，以方便記錄研究。通過(guò)觸摸屏向下位機(jī)stm32發(fā)送四個(gè)傳感器的上下限調(diào)節(jié)值，生長(zhǎng)柜中空氣溫度超過(guò)設(shè)置上限值stm32單片機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷，空氣溫度低于設(shè)置下限值stm32單片機(jī)驅(qū)動(dòng)加熱棒進(jìn)行加熱，營(yíng)養(yǎng)液溫度也是通過(guò)該方法進(jìn)行控制；生長(zhǎng)柜中濕度只會(huì)降低，所以超過(guò)設(shè)置下限值，stm32單片機(jī)驅(qū)動(dòng)霧化器進(jìn)行加濕；生長(zhǎng)柜中濕度只會(huì)降低，二氧化碳濃度低于設(shè)置下限值，stm32單片機(jī)則會(huì)驅(qū)動(dòng)氣泵使二氧化碳發(fā)生裝置產(chǎn)生二氧化碳，準(zhǔn)確的控制智能生長(zhǎng)柜中的環(huán)境；光照強(qiáng)度是根據(jù)時(shí)間改變的，在Android系統(tǒng)中通過(guò)軟件定時(shí)發(fā)送時(shí)間到stm32單片機(jī)，由單片機(jī)調(diào)節(jié)LED燈光板。Android系統(tǒng)中調(diào)用攝像頭隨時(shí)查看智能植物生長(zhǎng)