概要

传统农业存在着产量受到环境因素影响较大的问题现有农业监测系统数据太过简单、太过理想化。而随着现代科学的持续发展,一个精准化、自动化的现代智能产品管理系统将在农业生产中起着日益关键的角色
项目立足于温室大棚设计一个能够智能控制远程监控智慧农业监测系统实现感知节点数据采集上传,以及接收小程序发来的指令,控制水泵、排风扇、暖灯、蜂鸣器等。本系统主要采用功率单片机stm32f103作为主控芯片使用DHT11、MQ-2、XH-M214土壤湿度传感器、BH1750光照强度模块采集温室大棚环境数据esp8266作为通讯模块上传搭建好的MQTT服务器中。利用串口可以进行数据实时显示和控制。小程序基于mpvue框架进行开发实现了数据显示命令下发、账户注册、账户登陆功能。使得温室大棚环境参数能够可视化,并且能远程控制温室大棚内部执行器。本项目解决了一些农业中信息闭塞,决策迟缓不科学的问题。可以大大提高农业生产效率,增加农业产量。推动地区温室大棚农业经济蓬勃发展

整体架构流程

系统基于stm32单片机微信小程序,其主要功能包括大棚内部温度、空气湿度、光照强度、大棚内二氧化碳浓度等数据的采集、上传和显示。水泵,风扇,暖灯,报警开关远程控制。主要模块包含硬件系统设计传感器数据的采集、上传、逻辑控制,液晶屏数据显示),软件系统设计(MQTT服务使用服务配置界面设计)、系统功能实现系统测试。本系统采用使用stm32单片机微信程序,设计包括硬件和软件智慧农业检测系统。基于传感器通信自动化技术,对农业生产环境参数设备进行实时监控
在这里插入图片描述

硬件选型

软件总体框架

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

技术细节

函数代码

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "dht11.h"
#include "beep.h"
#include "esp8266.h"
#include "onenet.h"
#include "stdio.h"
#include "bh1750.h"
#include "adc.h"
#include "timer.h"
#include "mq2.h"
#include "relay.h"
#include "fs.h"
#include "pump.h"
/************************************************
参考正点原子工程建立的代码
************************************************/

u8 humidityH;	  //湿度整数部分
u8 humidityL;	  //湿度小数部分
u8 temperatureH;   //温度整数部分
u8 temperatureL;   //温度小数部分
u8 alarmFlag = 0;//是否报警的标志
u8 alarm_is_free = 10;//报警是否手动操作,如果被手动操作即设置为0
u8 ESP8266_INIT_OK = 0;//esp8266初始化完成标志
u8 Led_Status = 0;//led状态
//u16 adcx=0;//adc初始值
u16 adcx1;
u16 shidu;
char PUB_BUF[256];//上传数据的buf
unsigned char HDMI_BUF[64];//HDMI发送数据buf
float Light = 0; //光照度
float co2 = 0; //二氧化碳浓度
float temp = 0;
float hum = 0;
const char* devSubTopic[] = {"/mysmartfarm/sub"};
const char devPubTopic[] = "/mysmartfarm/pub";
int main(void)
{
    unsigned short timeCount = 0;	//发送间隔变量
    unsigned char* dataPtr = NULL;
    delay_init();	    //延时函数初始化
    LED_Init();		  	//初始化与LED连接的硬件接口
    DHT11_Init();//DHT11初始化
    BEEP_Init();//蜂鸣器初始化
    RELAY_Init();//继电器初始
    BH1750_Init();//光照传感器初始
    Adc_Init();//adc初始
    Adc2_Init();//adc2初始
    Usart1_Init(115200);//串口初始
    Usart2_Init(115200);//esp8266通讯串口初始
    Usart3_Init(9600);//HDMI串口初始
    ESP8266_Init();//esp8266初始
    fs_Init();
    pump_Init();
    HMISendstart();//HDMI清空
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级
    TIM3_Int_Init(4999, 7199); //10Khz的计数频率计数到5000为500ms
    while(OneNet_DevLink())
        delay_ms(500);
    // BEEP=0;//鸣叫表示接入成功
    // delay_ms(250);
    // BEEP=1;

    OneNet_Subscribe(devSubTopic, 1);
    while(1)
    {
//			delay_ms(100);
        adcx1 = Get_Adc_Average(ADC_Channel_10, 10);
        shidu = ((4095 - adcx1) * 100) / 3292;
//		UsartPrintf(USART1,"adcx1:%d",adcx1);
//		UsartPrintf(USART1,"shidu: %d",shidu);
        DHT11_Read_Data(&humidityH, &humidityL, &temperatureH, &temperatureL);
        temp = temperatureH + temperatureL * 0.01;
        sprintf((char*)HDMI_BUF, "page0.t0.txt="%.1f"", temp);
        HMISends((char*)HDMI_BUF);
        HMISendb(0xff);

        sprintf((char*)HDMI_BUF, "page0.t2.txt="%d"", shidu);
        HMISends((char*)HDMI_BUF);
        HMISendb(0xff);

        Light = LIght_Intensity();
        sprintf((char*)HDMI_BUF, "page0.t1.txt="%.1f"", Light);
        HMISends((char*)HDMI_BUF);
        HMISendb(0xff);

        co2 = MQ2_GetPPM();
        sprintf((char*)HDMI_BUF, "page0.t3.txt="%.1f"", co2);
        HMISends((char*)HDMI_BUF);
        HMISendb(0xff);

        if(++timeCount >= 200)									//发送间隔5s
        {
            Led_Status = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_5); //读取LED0的状态

            // hum=humidityH+humidityL*0.01;

//

//			UsartPrintf(USART1,"湿度高位:%d",humidityH);
//		UsartPrintf(USART1,"湿度低位:%d",humidityL);
//		UsartPrintf(USART1,"湿度:%.1f",hum);


            //adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);

            UsartPrintf(USART1, "湿度:%d温度:%d.%d 光照强度:%.1f ppm值:%.1f", shidu, temperatureH, temperatureL, Light, co2); //c格式化字符串
            UsartPrintf(USART_DEBUG, "OneNet_Publishrn");
            sprintf(PUB_BUF, "{"Hum":%d,"Temp":%d.%d,"Light":%.1f,"Co2":%.1f,"Led":%d,"Beep":%d}",
                    shidu, temperatureH, temperatureL, Light, co2, Led_Status ? 0 : 1, alarmFlag);
            //OneNet_Publish("pcTopic", "MQTT Publish Test");
//
            OneNet_Publish(devPubTopic, PUB_BUF);
            timeCount = 0;
            ESP8266_Clear();
        }
//
        dataPtr = ESP8266_GetIPD(3);
        if(dataPtr != NULL)
            OneNet_RevPro(dataPtr);



    }
}

各种传感器驱动文件
在这里插入图片描述
接收平台发送的数据


//==========================================================
//	函数名称:	OneNet_RevPro
//
//	函数功能平台返回数据检测
//
//	入口参数dataPtr平台返回的数据 也就是*cmd
//
//	返回参数:	无
//
//	说明
//==========================================================
void OneNet_RevPro(unsigned char *cmd)
{
	
	MQTT_PACKET_STRUCTURE mqttPacket = {NULL, 0, 0, 0};								//协议
	
	char *req_payload = NULL;
	char *cmdid_topic = NULL;
	
	unsigned short topic_len = 0;
	unsigned short req_len = 0;
	
	unsigned char type = 0;
	unsigned char qos = 0;
	static unsigned short pkt_id = 0;
	
	short result = 0;

	char *dataPtr = NULL;
	char numBuf[10];
	int num = 0;
	
	cJSON *json , *json_value;
	
	type = MQTT_UnPacketRecv(cmd);
	switch(type)
	{
		case MQTT_PKT_CMD:															//命令下发
			
			result = MQTT_UnPacketCmd(cmd, &cmdid_topic, &req_payload, &req_len);	//解出topic消息
			if(result == 0)
			{
				DEBUG_LOG("cmdid: %s, req: %s, req_len: %drn", cmdid_topic, req_payload, req_len);

				MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket);									//删包
			}
		break;
			
		case MQTT_PKT_PUBLISH:														//接收的Publish消息
		
			result = MQTT_UnPacketPublish(cmd, &cmdid_topic, &topic_len, &req_payload, &req_len, &qos, &pkt_id);
			if(result == 0)
			{
				DEBUG_LOG("topic: %s, topic_len: %d, payload: %s, payload_len: %drn",
																	cmdid_topic, topic_len, req_payload, req_len);
				// 对数据包req_payload进行JSON格式解析
				json = cJSON_Parse(req_payload);
				//if (!json)UsartPrintf(USART_DEBUG,"Error before: [%s]n",cJSON_GetErrorPtr());
			//	if(json)
				//{
					
					json_value = cJSON_GetObjectItem(json , "target");
					UsartPrintf(USART_DEBUG,"json_value: [%s]n",json_value->string);//输出什么
					UsartPrintf(USART_DEBUG,"json_value: [%s]n",json_value->valuestring);//输出是什么值
					 if(strstr(json_value->valuestring,"BEEP") != NULL)
					{
						json_value = cJSON_GetObjectItem(json , "value");
						if(json_value->valueint)
						{
							alarmFlag = 1;
							BEEP=1;
						}//打开报警
						else 
						{
							alarmFlag = 0;//关闭报警
						  alarm_is_free=0;
							BEEP=0;
						}//上位机控制跟手动控制具有一样的优先级 优先自动控制,因此要把alarm_is_free 归0
					}
					if(strstr(json_value->valuestring,"LED") != NULL)
					{
						json_value = cJSON_GetObjectItem(json , "value");
						if(json_value->valueint)
						{
						//	while(1)
							//{
							LED0 = 0;//开灯
							// pump=1;	//水泵打开
						  RELAY=0;	//继电器打开
							delay_ms(20);
						//	}
						}							
						else 
						{
							LED0 = 1;//关灯
							//pump=0;
							RELAY=1;
							delay_ms(20);
						}
					}
				
					 if(strstr(json_value->valuestring,"Pump") != NULL)
					{
							json_value = cJSON_GetObjectItem(json , "value");
							if(json_value->valueint)
						{
							
							
							LED0 = 0;//开灯
						  pump=1;	//水泵打开
							//delay_ms(1000);
							
						}							
						else 
						{
							
							LED0 = 1;//关灯
							pump=0;//水泵关闭
							//delay_ms(1000);
						}
					}
					 if(strstr(json_value->valuestring,"Fs") != NULL)
					{
						json_value = cJSON_GetObjectItem(json , "value");
						if(json_value->valueint)
						{
							//LED0 = 0;//开灯
						  fs=1;	//风扇打开
							//delay_ms(1000);
						}							
						else 
						{
							//LED0 = 1;//关灯
							fs=0;//风扇关闭
							//delay_ms(1000);
						}
					}
					
					
//					if(json_value->valueint)//json_value > 0且为整形
//					{
//						LED0 = 0;//打开LED0 
//					}
//					else
//					{
//						LED0 = 1;//关闭LED0 
//					}
			//	}
				cJSON_Delete(json);
			}
		break;
			
		case MQTT_PKT_PUBACK:														//发送Publish消息平台回复的Ack
		
			if(MQTT_UnPacketPublishAck(cmd) == 0)
				DEBUG_LOG("Tips:	MQTT Publish Send OKrn");
			
		break;
			
		case MQTT_PKT_PUBREC:														//发送Publish消息,平台回复的Rec设备需回复Rel消息
		
			if(MQTT_UnPacketPublishRec(cmd) == 0)
			{
				DEBUG_LOG("Tips:	Rev PublishRecrn");
				if(MQTT_PacketPublishRel(MQTT_PUBLISH_ID, &mqttPacket) == 0)
				{
					DEBUG_LOG("Tips:	Send PublishRelrn");
					ESP8266_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len);
					MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket);
				}
			}
		
		break;
			
		case MQTT_PKT_PUBREL:														//收到Publish消息,设备回复Rec后,平台回复的Rel,设备需再回复Comp
			
			if(MQTT_UnPacketPublishRel(cmd, pkt_id) == 0)
			{
				DEBUG_LOG("Tips:	Rev PublishRelrn");
				if(MQTT_PacketPublishComp(MQTT_PUBLISH_ID, &mqttPacket) == 0)
				{
					DEBUG_LOG("Tips:	Send PublishComprn");
					ESP8266_SendData(mqttPacket._data, mqttPacket._len);
					MQTT_DeleteBuffer(&mqttPacket);
				}
			}
		
		break;
		
		case MQTT_PKT_PUBCOMP:														//发送Publish消息,平台返回Rec,设备回复Rel,平台再返回的Comp
		
			if(MQTT_UnPacketPublishComp(cmd) == 0)
			{
				DEBUG_LOG("Tips:	Rev PublishComprn");
			}
		
		break;
			
		case MQTT_PKT_SUBACK:														//发送Subscribe消息的Ack
		
			if(MQTT_UnPacketSubscribe(cmd) == 0)
				DEBUG_LOG("Tips:	MQTT Subscribe OKrn");
			else
				DEBUG_LOG("Tips:	MQTT Subscribe Errrn");
		
		break;
			
		case MQTT_PKT_UNSUBACK:														//发送UnSubscribe消息的Ack
		
			if(MQTT_UnPacketUnSubscribe(cmd) == 0)
				DEBUG_LOG("Tips:	MQTT UnSubscribe OKrn");
			else
				DEBUG_LOG("Tips:	MQTT UnSubscribe Errrn");
		
		break;
		
		default:
			result = -1;
		break;
	}
	
	ESP8266_Clear();									//清空缓存
	
	if(result == -1)
		return;
	
	dataPtr = strchr(req_payload, '}');					//搜索'}'

	if(dataPtr != NULL && result != -1)					//如果找到
	{
		dataPtr++;
		
		while(*dataPtr >= '0' && *dataPtr <= '9')		//判断是否是下发的命令控制数据
		{
			numBuf[num++] = *dataPtr++;
		}
		
		num = atoi((const char *)numBuf);				//转为数值形式
		
	}

	if(type == MQTT_PKT_CMD || type == MQTT_PKT_PUBLISH)
	{
		MQTT_FreeBuffer(cmdid_topic);
		MQTT_FreeBuffer(req_payload);
	}

}

实现效果

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述
在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

小结

以下是源码资料,如果小伙伴需要一些文档材料可以关注私聊我,小程序是参考B站教程
链接https://pan.baidu.com/s/18KGgCLT6FTjoIHZArUDtVw
提取码:sfav
–来自百度网超级会员V5的分享
在这里插入图片描述

原文地址:https://blog.csdn.net/xddwg521125/article/details/134772614

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任

如若转载,请注明出处:http://www.7code.cn/show_39850.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系代码007邮箱suwngjj01@126.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注