基于STM32的温室环境信息采集与实时在线监控装置的制作方法

本实用新型涉及摄像小车技术领域，具体涉及到基于STM32的温室环境信息采集与实时在线监控装置。

背景技术：

随着我国农业现代化水平逐步提升，环境信息采集技术在农业生产管理中发挥越来越重要的作用。目前，国内不乏集成化程度较高的信息采集系统，这些采集装置通常体积较大，传感器种类和个数众多，适合应用于功能固定的大型农田系统。但对于需要远距离作业的移动机器人来说，实现对采集数据的实时传输、处理与监控成为了较大的难题。

专利号为CN205428186U的文件中提出了一种基于STM32的环境信息采集与同步存储兼WI-FI回传装置，包括主控制模块、传感器模块、串口模块、WI-FI无线传输模块和存储模块。该装置利用WI-FI无线局域网将采集的数据传回工作室，并在上位机上显示。这种传输方式虽然解决了数据回传的问题，但缺乏云服务管理平台，且受传输距离和使用环境的限制，用户无法便捷地获取实时信息。本实用新型旨在解决现有数据采集装置传输距离短、实时性差的问题，设计一种综合信息采集、存储、实时显示、在线监控的高精度一体化装置。

技术实现要素：

本实用新型提供基于STM32的温室环境信息采集与实时在线监控装置，该履带式铁路摄像小车是一种质量轻，跨距大，适用于铁道纵向行驶，具有多方位摄像功能。通过该履带方式行进的小车系统，能够适应铁道的复杂环境，可以轻松越过铁道枕木，具备很好的平稳性并且可以多方位侦测火车底部实时信息，为火车及时有效的维修检测提供参考。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：基于STM32的温室环境信息采集与实时在线监控装置，它包括装置壳体部分和内部硬件系统两部分构成。

所述装置壳体部分包括外壳，所述外壳下方安装有电源开关，所述外壳的左上方嵌入安装有液晶显示屏，外壳上还设置有LED工作状态指示灯，所述外壳的右下方设置有二氧化碳传感器进气口，二氧化碳传感器进气口下方安装光照强度传感器和温湿度传感器，所述外壳侧面安装SIM900A模块天线，用于增强GPRS数据传输稳定性，在外壳侧面设置装置散热孔，所述外壳侧面设置电源充电接口，外壳侧面设置USB接口和micro SD卡插槽。

所述硬件系统包括系统控制中心，所述系统控制中心与供电单元相连为其提供电能，所述系统控制中心与显示单元相连用于显示监控装置的工作状态，所述系统控制中心的数据同时与数据采集单元、数据存储单元和数据监控单元相连。

所述系统控制中心采用STM32F103ZET6控制器，并运行UCOS-II操作系统。

所述显示单元采用包括系统工作状态指示灯和3.2寸LCD液晶显示器，同时显示器具有触摸功能，用于显示装置工作状态。

所述供电单元由12V锂电池作为装置供电电源，通过降压模块将电压降到5V给各个模块供电，同时外部留有充电接口用于对锂电池进行充电。

所述数据采集单元包括温湿度传感器、二氧化碳传感器和光照强度传感器，用于获取温室环境相关信息；所述数据存储单元分为本地SD和云数据库存储，SD卡存储是通过FATFS文件系统将数据以文本文件的格式存储在SD卡中，云数据存储是通过控制器连接SIM900A GSM/GPRS模块，将数据实时发送至云服务器并存储在云数据库。

所述温湿度传感器采用SHT11湿度传感器，所述二氧化碳传感器采用COZIR-W二氧化碳传感器，所述光照强度传感器采用BH1750光照强度传感器。

所述数据监控单元分为两个部分，提供两种方法监控数据，用户通过装置的USB接口从SD卡中读取采集的数据和通过PC从网页上在线实时查看云数据库中的数据。

所述显示单元包括工作状态指示灯和3.2寸LCD液晶显示器，同时显示器具有触摸功能，用于显示装置工作状态和操控装置；所述电源开关左边设置有液晶显示屏背光调节旋钮。

所述LED工作状态指示灯共有4个，依次代表电源开关指示灯、传感器工作状态指示灯、SD卡存储状态指示灯和GPRS数据传输状态指示灯。

本实用新型有如下有益效果：

1、该装置在STM32F103ZET6处理器上运行UCOS-III实时操作系统，系统工作稳定可靠。

2、该装置设计出友好的人机交互界面，用户通过触摸屏操作装置，设计多级功能菜单，操作简单方便。

3、该装置支持FATFS文件系统，传感器采集的数据以文本文件的格式保存在SD卡中，并同时保存采集数据时的时间。

4、该装置支持USB2.0协议，设置USB接口，可以通过PC直接查看拷贝采集的数据信息，相比于使用较多的通过串口数据查询具有简单方便的优点。

5、该装置内置SIM900A GSM/GPRS模块，SIM900A GSM/GPRS模块内嵌TCP/IP协议，只需简单安装SIM卡就可以将传感器采集的数据以GPRS流量的方式发送至云服务器并存储在云数据库，用于用户在网页端实时监控。有效解决了现有WI-FI和ZIGEBI通信方式受距离和使用环境的限制，极大地降低了成本。

6、该装置设计的外形小巧的装置盒，封装严密，具有电源开关，工作状态指示灯，散热孔，SD卡插槽，USB接口，外置信号天线，液晶显示屏。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的左轴测图。

图2为本实用新型的右轴测图。

图3为本实用新型的系统结构图。

图中：1.外壳，2.USB接口，3.micro SD卡插槽，4.电源充电接口，5.液晶显示屏，6.工作状态指示灯，7.二氧化碳传感器进气口，8.SIM900A模块天线，9.光照强度传感器，10.温湿度传感器，11.液晶显示屏背光调节旋钮，12.电源开关，13.散热孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1~2所示，如图1、图2所示，基于STM32的温室环境信息采集与实时监控装置包括外壳1，外壳1左下方安装装置的电源开关12，外壳1左上方嵌入液晶显示屏5，在电源开关12左边2cm处设置液晶显示屏背光调节旋钮11，外壳1右上方设置4个LED工作状态指示灯6，从左至右依次代表电源开关指示灯、传感器工作状态指示灯、SD卡存储状态指示灯和GPRS数据传输状态指示灯，外壳1右下方设置二氧化碳传感器进气口7，二氧化碳传感器进气口7下方安装光照强度传感器9和温湿度传感器10，外壳1侧面安装SIM900A模块天线8，用于增强GPRS数据传输稳定性，外壳1侧面设置装置散热孔13，外壳1侧面设置电源充电接口4，外壳1侧面设置1个USB接口2，外壳1侧面设置micro SD卡插槽3。

实施例2：

如图3，基于STM32的温室环境信息采集与实时监控装置，内部硬件主要由系统控制中心，显示单元，供电单元，数据采集单元，数据存储单元，数据监控单元组成，所述系统控制中心采用STM32F103ZET6控制器，并运行UCOS-II操作系统；所述显示单元包括系统工作状态指示灯和3.2寸LCD液晶显示器，同时显示器具有触摸功能，用于显示装置工作状态和操控装置；所述供电单元采用12V锂电池，通过降压模块将电压降到5V给各个模块供电，同时外部留有充电接口，用于对锂电池进行充电；所述数据采集单元包括二氧化碳传感器、温湿度传感器和光照强度传感器，用于获取温室环境相关信息；所述数据存储单元分为本地SD和云数据库存储，SD卡存储方式通过FATFS文件系统将数据以文本文件的格式存储在SD卡中，云数据存储方式将数据通过GPRS模块发送至云服务器，存储在已建立的云数据库中；所述数据监控单元分为两部分，监控方式分别为用户通过装置的USB接口，从SD卡中读取采集的数据和通过移动设备以及PC在网页上在线实时查看云数据库中的数据。

本实用新型的具体操作过程及工作原理：

打开电源开关，装置开始工作，工作状态指示灯亮，调节液晶显示屏背光调节旋钮至合适位置，液晶显示屏将会显示“系统初始化中”，等待10秒钟左右进入装置操作界面，包括“数据采集”和“传感器校准”两个部分，当用户需要对传感器进行校准需要点击“传感器校准”，此时需将传感器放置于校准环境中，等待10秒钟，校准完成。当用户需要采集信息时，按下触摸屏按键“数据采集”，装置开始采集环境信息，二氧化碳传感器、光照强度传感器、温湿度传感器分别采集二氧化碳浓度、光照强度与温湿度信息，并显示在液晶屏上。同时，数据存储单元开始工作，通过FATFS文件系统将数据以文本文件的格式存储在SD卡中，以方便对数据的进一步处理与研究；并将数据通过GPRS模块发送至云服务器，存储在已建立的云数据库中。当用户需要在远距离时进行实时监控，需打开网页，输入相应网址，即可在线显示当前的环境信息。当用户需要读取该装置采集信息时，可连接USB接口，通过PC机直接查看和拷贝采集的数据信息。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。