田玉平

【摘要】基于ARM11处理器的蔬菜大棚温湿监控系统是大棚技术的一种创造，该系统通过无限传感器数据系统对蔬菜大棚的温湿数据进行实时地采集，在极大程度实现了蔬菜温湿度的自动调节，本文通过对ARM11处理器的选型以及功能介绍对在蔬菜大棚中的具体实际应用进行了分析，对此技术在蔬菜大棚领域的实现进行了探讨，希望对蔬菜大棚技术的进一步提升提供一些帮助。

【关键词】ARM11处理器 蔬菜大棚 温湿控制系统 应用实现

蔬菜大棚是蔬菜突破时令性限制的主要因素，现今的大棚已并非传统模式下的大棚，而是在高科技手段的基础上建造的现代化大棚，大棚的温湿监控系统已开始采用基于ARM11处理器，这种处理器的实现对蔬菜大棚的温湿控制以及发展起着至关重要的作用。

一、实现ARM11处理器温湿监控系统的必要性

对于蔬菜大棚而言，温湿条件下对于温度、湿度、二氧化碳的浓度以及土壤的含湿量等影响因素的控制一直是蔬菜大棚难以掌控的关键问题，因此研究智能化的监控系统就成了促进大棚良好发展的决定性因素之一。目前，我国蔬菜大棚的温湿监控系统较为普遍的采用两种控制系统，即：终端模式、单片机系统。这两种系统虽然比较常用，但是其系统功能比较简单，人机界面处理不友好，专业操纵较强，因此非专业者难以对其进行控制。针对此缺点，基于ARM11处理器的温湿监控系统就对其进行了良好地补充，这种系统属于嵌入式系统，通过无线传感器来采集大棚中的温湿数据，通过此设计可以有效解决温室大棚的温湿度监控问题。该系统实现了对蔬菜大棚内的温湿度自动控制，并且开发周期较短，系统内核完善，具有友好的图像界面，从而为大棚的操控人员提供了诸多便利，进而提升了蔬菜大棚的生产效益。

二、温湿监控系统的组成

基于ARM11的蔬菜大棚的温湿监控系统的设计目标就是为蔬菜大棚中的蔬菜创造一个可控且稳定的生长环境。然而温度与湿度是此环境中的关键因素，直接决定着蔬菜的长势，因此，可以利用ARM11处理器对其进行实时的监控，并通过预先设定的温湿程度与监控的实际温湿度进行对比，之后系统会生成控制蔬菜大棚温湿度的控制参数，并且通过控制蔬菜大棚中的温湿调节设备实现对蔬菜大棚中的温湿度自动化控制。基于ARM11处理器的温湿监控系统具体由三个部分组成：ARM处理器、温湿度的监测部分、温湿度控制系统。在此其中，温湿度参数监控系统的主要工作原理是通过在蔬菜大棚中布置的分布式温湿度传感器，对大棚中的温湿度进行实时的监控，并且各个传感器会把收集到的数据通过通信接口和数据通信网络传递到ARM处理器中，之后ARM处理器会对收集到的数据进行格式转换，再对其处理，分析出有效信息。通过ARM处理器的数据分析后，系统会自行判断出当下蔬菜大棚的温湿度，并且与预设的温湿度进行比对，如果温湿度实在预先设定的范围之内，ARM处理器就不会对温湿控制装置发出调节命令，如果超出预先设定的范围，ARM处理器会通过对电路的控制向各种设备（加湿设备、光照设备、加热设备、通风设备、遮光幕布）发送温湿度的调节控制命令。

在蔬菜大棚温湿监控系统中，温湿度传感器与ARM处理器是该系统比较核心的装置。温湿度传感器可以实现对蔬菜大棚温湿度数据的实时采集，而ARM处理器通过对整个大棚温湿度的监测可以实现对数据的分析与处理。本文选用的ARM11处理器是一种使用0.13微米的处理器，其运行速度可以达到660MPIS[1]。ARM处理器属于ASIC结构，其内部的指定框架结构可以支持8级的流水线，数据处理能力也比较快速。其内置的32K调整缓冲能量能够对处理程序起到较大的数据缓冲作用。ARM处理器也拥有特设的多数据流以及单指令流的处理指令，这些指令比较适合于对视频、音频等信号的处理。

三、温湿度采样监控系统应用

蔬菜大棚中的各个温湿度传感器在对温室数据采集之后，会将数据送到ARM处理器中进行数据处理，ARM处理器对数据的算法过程会对蔬菜大棚的温湿监控的性能差异产生直接的影响。而基于ARM11处理器的温湿监控系统应用的是通过在大棚中布设大量的分布式的温湿监控传感器，来对温湿进行数据采样与监测。虽然传感器的能够对每一区域进行采样，但是多个传感器对采样也会存在误差，而且由于每一区域的位置及环境有所不同，因此温湿度在一定程度上会受到一些外在因素的干扰，以致该区域中被采集的温湿数据会存在严重的偏差。如果这些偏差被送与ARM处理器中，则处理器就不会对此数据作出正确的分析与处理，进而会对蔬菜大棚的温湿控制系统作出错误的控制指令。因此针对这种缺陷，在ARM处理器中可以采用温湿度采样监测控制算法。这两种算法是通过分布式传感器收集到的数据进行加权处理，然后再由多个传感器收集的而数据相互融合，从中剔除一些异常的数据，从而减少由外部因素干扰或传感器失灵的状况发生。为了使基于ARM11处理器的温湿监控系统能够在蔬菜大棚中发挥实际的应用性能，本文进行了一次实验研究。在实验过程中，选取了一个长约30米，宽为10米，高为2米的书蔬菜大棚为研究对象，并在大棚中设置了40个温湿传感器，这些传感器都与ARM11处理器进行无线衔接，以此对大棚的温湿度进行智能监控。在实验测试中，出于温度检测流程与湿度检测流程的一致性的考虑，选取了温度作为实验测试的主要对象[2]。测试中，由于大棚温度传感器在不同的温度测试点出现随机关闭状况，导致温度的采样值丢失，影响了整个大棚的实时监测效果。之后运用分布式的温度采样的计算算法，使其采集问题得到纠正。测试结果表明，基于ARM11处理器的温度控制系统的抗干扰能力较强，更能满足对外部环境抗干扰以及温湿监控系统的需要。因此，可以通过此应用来提高人员对蔬菜大棚的管理能力，增加蔬菜大棚的出产率。

结语：

基于ARM11处理器的蔬菜大棚温湿监控系统能够是一种创新性的应用，除了其自身的优点高于一般的温湿监控系统之外，还满足智能化大棚管理的需要，极大程度上为大棚的温湿度控制提供了便利。这种监控系统还处于初期使用阶段，对其技术的成熟性还有待进一步完善，以便为塑造智能型蔬菜大棚提供有力条件。

【参考文献】

[1]陆大同. 基于ARM11处理器的蔬菜大棚温湿监控系统设计[J]. 柳州师专学报，2015，03：135-138.

[2]张佳文. 基于嵌入式的温室控制系统[D].沈阳工业大学，2014.