2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)不同的參數(shù)監(jiān)控要求，進(jìn)行以下幾個(gè)功能模塊的設(shè)計(jì)。

2.1 參數(shù)采集模塊

DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)MEGA128單片機(jī)來說，硬件上不支持單總線協(xié)議，因此，必須采用軟件的方法來模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來完成對(duì)DS18B20芯片的訪問。并對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開始，如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。 采用DS18B20設(shè)計(jì)的溫度參數(shù)采集模塊如圖2所示。

 圖2 溫度采集模塊 圖3 濕度采集模塊

濕度采集模塊采用了CHTM-02NA型濕度傳感器，輸出模擬電壓信號(hào)0-3V，濕度測(cè)量范圍10% - 95%RH。模擬電壓信號(hào)通過單片機(jī)MEGA128的PA0口進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，如圖3所示。

CO₂濃度采集模塊見圖4，外部+6VDC電壓給H-H端加熱元件加熱，當(dāng)其表面溫度足夠高時(shí)，MG811元件相當(dāng)于一個(gè)電池，其AB兩端會(huì)輸出電壓信號(hào)，根據(jù)該電壓信號(hào)的大小可測(cè)量CO₂濃度。

圖4 CO₂濃度采集模塊 圖5 照度采集模塊

針對(duì)LED對(duì)作物的補(bǔ)光照射的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)光照采集系統(tǒng)和光譜范圍可調(diào)的光照控制系統(tǒng)，可以方便地應(yīng)用在不同類型的植物補(bǔ)光場(chǎng)合。照度采集模塊見圖5。