卷帘门控制箱
基于STM32单片机的智慧农业系统设计摘要：伴随信息技术不断成熟，信息技术在各行业中的应用频率不断提高，成为了行业发展必然趋势。本文以农业智能化为研究背景，设计了一款基于STM32单片机的智慧农业系统，搭配各大辅助系统，可以帮助农业人员实现智能化管理，实现对农业种植区域的远程控制，提高农业生产效率与质量。 关键词：STM32单片机；智慧农业；系统设计
引言
目前，越来越多的智能化系统被应用于民众的生产生活当中，智能化农业系统为新型系统，可以有效提高农作物培育效率，为农作物生长营造良好空间现阶段，市面中出现了许多可以提高农作物生长效率的机器，但是通过调查发现，现有机器其内部各系统仍然属于独立状态，并没有有效结合在一起，使得机器功能没有充分发挥出来，即本文针对此问题展开了详细分析，以解决存在问题，发挥其最大价值。
1 系统设计方案
本文所设计智慧农业系统的核心为STM32F103ZET6嵌入式芯片，具体结构如图1所示。
图1：系统整体框架图
该系统共有五大子系统，分别是信息安全系统、环境检测与调节系统、报警系统、Wifi远程控制系统以及电源系统。结合图1进行分析可知，信息安全系统由指纹识别模块与GSM模块组成；环境检测与调节系统由调节装置、温湿度与光照采集系统组成；报警系统由ISD1760语音模块与GSM模块组成；远程控制系统由wifi与上位机组成。 该系统工作原理为借助嵌入式芯片完成程序编写，建立通信关系，在使用无限传感器网络完成拓扑网络构建，帮助各系统建立连接关系，发挥其最大价值[1]。 ihu
2 智慧农业系统硬件电路设计
2.1信息安全系统设计
本文所设计智慧农业信息安全系统硬件电路由R305指纹识别模块与GSM模块组成。借助R305指纹识别模块可以对农业工作人员进行考勤，其原理为考勤管理人员组织工作人员提前完成信息录入，在之后，只需要根据规定时间进行指纹扫描即可，并且在使用智能化农业系统时，也需要进行指纹验证，如果出现多次错误，则GSM模块会将信息反馈给管理人员，避免事故发生。
2.2环境检测与调节系统设计
系统会将所收集土壤温湿度数值与光照强度数值传输给控制器，控制器根据所接收数值对该农作物生长区域土壤温湿度与光照强度进行调整。当所检测数据与预定范围调节数不匹配时，需结合实际情况对控制器进行检修。比如在智慧农业系统中设计通风装置，可以对农作物生长区域进行降温处理；使用水泵装置可以调节农作物生长区域附近土壤湿度等等。
方形磁铁2.3报警系统设计
该模块需使用较高集成度且具备录音播放功能的设备，以确保智慧农业系统可以实现多段录音，可以为农业工作人员开展具体工作提供信息参考[2]。同时，芯片需具备数据存储功能与较高的音质，当所采集数据与预定数值不匹配时，系统需自动发出警报，引起工作人员重视。
除此之外，应在GSM模块录入农业工作人员电话信息，确保可以及时将所采集数据发送给农业工作人员。以本文所设计系统为例，该系统GSM网络所使用通信模块为GA6通信模块，不仅可以对工作人员进行短信发送，还可以进行电话拨通与彩信发送，支持四个通信频段，可以保证信息交流即时性。
2.4摄像头装置
在所设计智慧农业系统中，必须具备两个及以上数量的摄像头，以确保可以对农业种植区域进行全面检测，记录农业种植区域实际情况。为发挥摄像头最大价值，还需在其中加入无线装置，提高传输图像清晰度。
2.5节能电源系统设计
本文所设计智慧农业系统电源系统由12V铅酸蓄电池、太阳能电池板以及控制器三部分组成，其中太阳能电池板为辅助电源，确保在蓄电池充电期间，系统整体运行不会受到影响，同时太阳能作为可再生能源，可以有效降低智慧农业系统整体能源损耗情况[3]。
3 智慧农业系统软件设计
3.1系统软件功能流程
本文所设计智慧农业系统软件程序由内置C/C++编译器完成编译。借助外围传感器，系统可以完成实时数据收集，借助所编写程序，可以对系统模块进行驱动，帮助各模块建立连接关系，实现系统内部通信，确保信息可以及时传递给农业工作人员，提高实际工作效率。比如当农业种植区域内部参数发生变化时，农业工作人员可以使用Wifi进行远程调节。其具体流程如图2所示。
图2：系统软件运行流程图
需要注意的是，系统设计完成后，技术人员需对软件程序进行初始化处理，完成传感器与硬件设备加载，待其初始化完成后，需对各模块进行重新加载。待全部加载结束后，需在第一时间查看是否存在请求任务，并进行相关处理水过滤板[4]。
发电机出口断路器3.2硬件与网页交互
打捞沉船本文所设计智慧农业系统处于Linux系统下，在进行web前端设计与后端搭建时，需要使用shell命令，搭建过程中还需要借助Python语言与Django框架，并使用相关语言完成数据库与网页连接。其中Django框架运行流程如图3所示。
图3：Django框架运行流程
3.3Wifi远程控制
本文所设计智慧农业系统借助Wifi、ZigBee拓扑网络等技术手段实现了上位机对农业种植区域的远程控制，极大的提高了农业工作效率与质量[5]。系统所选择上位机为计算机，农业管理人员借助客户端、网页页面可以完成对农业种植区域内部情况的了解，包括农作物
生长情况、温湿度信息等等，为其下达具体指令提供参考依据，以帮助农业种植区域达到最佳状态。其具体工作步骤如下：
（1）完成无线路由器设置与管理界面登录，帮助虚拟服务器与农业种植区域建立连接关系。
（2）在CMD命令提示中完成客户端信息输入，并完成具体配置。
（3）调节Wifi远程控制端口，确保数据传输稳定性。
（4）实际应用，根据所传递信息对农业种植区域内部情况进行调节。
4 特与创新
相对于传统农业系统而言，本文所设计基于STM32单片机的智慧农业系统主要具备以下三大优点：
（1）本文所设计系统融合了指纹识别技术，可以降低系统操作难度，提高系统安全性。
（2）本文所设计系统具备语音播报报警功能与GSM短信通知功能，可以提高农业工作人员对农业种植区域掌控力度，确保农业种植区域长时间处于最佳状态[6]。
（3）本文所设计系统中的Wifi远程控制功能，可以提高管理人员与工作人员之间的默契程度，降低事故风险发生概率。
5 结束语
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