韩　慧， 谢　楠， 巩秀钢， 赵明波， 姚艳芝

(山东理工大学 计算机科学与技术学院， 山东 淄博 255049)



基于ARM和Qt的蔬菜大棚监控系统

韩慧， 谢楠， 巩秀钢， 赵明波， 姚艳芝

(山东理工大学 计算机科学与技术学院， 山东 淄博 255049)

摘要：蔬菜大棚监控系统以CortexTM-A8系列处理器、CC2530芯片为核心，采用SHT11温湿度传感器进行温湿度采集，光谱气体传感器进行烟雾监控，光敏传感器进行光照强度监测，最终实现温湿度监测、烟雾报警、Web服务、光照控制等功能.所采集到的各点温湿度、烟雾、光照等参数可以以图形和数字形式显示在基于Qt的界面上，界面友好、形象直观.

关键词：物联网； 温湿度； 光照； ZigBee； CC2530

第一时间获取大棚里的温湿度与光照强度信息，并及时进行控制和调整，有利于蔬菜的生长.传统的获得温湿度、光照信息的方法效率低，不便于智慧农业大棚的推广.基于ARM和Qt的蔬菜大棚监控系统使农民通过监控界面就可以了解大棚里的温度湿度、光照强度、烟感等信息，并实现自动控制[1-2].效率高，方便直观，易于推广.

1系统硬件组成及工作原理

系统的整体框图如图1所示，以S5PV210微处理器为核心.由温湿度采集模块、烟雾采集模块、摄像头采集模块、报警模块、LCD液晶显示屏等组成.整个系统分成上位机ARM主控制器两大部分，下位机Zigbee控制器，上位机ARM主控制器通过人机交互界面完成控制信息的发送，并可以接收下位机Zigbee控制器发送的检测信号.下位机部分将监测到的温湿度和烟雾等信息，通过I2C串型总线将数据发送给CC2530模块，后发送给协调器模块，该模块收到数据后通过串口发送给S5PV210[3].通过Qt编写了友好的人机界面，可以直观的查看温湿度和烟感信息，并实现了网络摄像头监控以及报警功能.

图1 系统整体框图

2硬件设计

重点介绍一下本系统的关键部分，温湿度采集、烟感模块和报警电路的硬件设计.

2.1温湿度传感器电路设计

温湿度传感器SHT11将温度和湿度传感器集成在一起，它具有精度高、体积小、应用简单方便等特点.协调器接收到信息后将温湿度数据通过串口发送给PC计算机显示.以此实现基于Zstack协议栈的数据无线透明传输.SHT11的SCK引脚与ZIGBEE模块的P1.0引脚相连，SHT11的DATA引脚与P1.1引脚相连.编程过程中通过P1.0与P1.1来模拟传感器时序，并监测温湿度传感器状态[4].电路图如图2所示.

图2 温湿度采集电路设计

2.2 烟雾传感器电路设计

通过烟雾传感器测量烟雾浓度，后经过Zigbee无线模块将数据发射出去，协调器负责接收传感器各个节点的数据信息，之后再通过Arm网关传送到服务器，外部接收可以设定烟雾的限值，发出报警信号.烟雾传感器采集电路如下图3所示.

图3 烟雾传感器采集电路设计

2.3 报警电路设计

报警电路模块设计如图4所示，该蜂鸣器报警模块功能简单，它响应CPU给出的脉冲信号，将数字脉冲转换成LED的灯光和蜂鸣器的响声，从而实现报警的功能.

图4 报警模块电路设计

3 软件设计

软件采用模块化设计，主要由Qt界面设计、温湿度数据采集子程序、显示子程序、烟雾采集子程序、视频采集程序等模块组成.

Qt程序的设计、编译、运行、调试、移植的步骤如图5所示.

系统主界面如图6所示.由温度界面、温度曲线、光照界面等组成.界面友好，直观清晰.

图5 Qt界面设计流程

4 结束语

本系统实现了多点的温湿度检测，并能够显示温湿度变化、烟雾等参数情况，可根据温湿度、烟雾的变化情况去实施检测和调节植物生长环境，不需要人工完成，成本低，效率高.本系统还可以应用粮

仓、农作物大鹏、养殖场等多种场合.成本低、便于推广应用.

图6 系统主界面

参考文献:

[1]赵丽丽，刘成忠．基于物联网的蔬菜大棚环境监控系统设计[J]．甘肃农业大学学报，2014，49(1)：151-155.

[2]邹承俊．物联网技术在蔬菜温室大棚生产中的应用[J]．物联网技术，2013(8)：18-20.

[3]潘刚，蒲国林．基于物联网技术的温室大棚控制系统的设计[J]．工业控制计算机，2014，27(2)：79-80.

[4]曹新，董玮，谭一酉．基于无线传感网络的智能温室大棚监控系统[J]．电子技术应用，2012,38(2)：84-87.

(编辑：刘宝江)

Vegetable greenhouse monitoring system based on ARM and Qt

HAN Hui, XIE Nan, Gong Xiu-gang, ZHAO Ming-bo，YAO Yan-zhi

(School of Computer Science and Technology, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China)

Abstract:The vegetable greenhouse monitoring system is based on the CortexTM-A8 processor,using CC2530 chip as the core, using SHT11 temperature and humidity sensors to acquire the temperature and humidity spectroscopic gas sensor to monitor smoke, light sensor to monitor light intensity,and realizes the functions of monitoring temperature and humidity, smoke alarm, Web service, and light control. The collected the temperature and humidity, smoke and other parameters can also be displayed in graphical and digital based on Qt interface.The interface is friendly with intuitive image. In addition, network camera monitoring and alarm system can be added.

Key words:theinternet of things; temperature and humidity; light; ZigBee; CC2530

中图分类号：TH89

文献标志码：A

文章编号：1672-6197(2015)03-0053-03

作者简介：韩慧，女,iamhh@126.com; 通信作者： 谢楠，男，xienan@sdut.edu.cn

基金项目：山东省自然科学基金资助项目(ZR2011FQ015)

收稿日期：2014-09-03