1.导言
温室又称暖房，在环境参数安稳的温室里培育植物，能为植物供给更适合的成长环境。温室包含栽种槽、供水体系、温控体系、辅佐照明体系、湿度操控体系等。要完成温湿度等理化目标的调控，必须先取得当时环境的各项理化目标参数。因而，可在温室中的各个分布点放置环境的各项理化目标参数的采样模块，依据当时各项理化目标参数及预先设定的各项理化目标的阈值，运用继电器操控外部设备的开关，则可使温室保持安稳的土壤温湿度、空气温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等理化目标。
2.ATxmega128A1介绍
ATxmega128A1是强化功能的8位AVR微处理器。其具有128KB闪存，作业电压为1.6~3.6V，是现在仅有运用1.6V电压作业的闪存微处理器，功耗超低且具有丰厚的片上资源：4路模仿比较器、4通道DMA操控器、8通道事情体系、4个SPI接口、4个I2C口、8个16位守时/计数器、2个16路12位A/D转换器、2个2路12位D/A转换器、1个AES加密引擎、1个RTC，以上资源均不必CPU资源，可最大极限进步体系功能且下降功耗，最高可达32MI/s的处理功能。因为其丰厚的片上资源，使得外围电路得到极大的简化，一起又进步了体系的安稳性、安全性及可靠性。
3.体系整体规划
本文所规划的温室环境检测仪，要求可以对温室内的空气温湿度、土壤温湿度、空气二氧化碳浓度、光照强度进行采样，并用液晶屏显现各个监测点的环境参数，其规划框图如图1所示。
图1 体系规划整体框图
各个传感器模块把被测的非电量转换为可丈量的电压值或数据，ATxmega128A1微操控器依据各个传感器的数据传输协议与其通讯，获取各个传感器检测到的环境参数，并将环境参数传输至储存器中进行数据处理，终究取得当时温室环境的各项理化目标参数。
温室环境检测仪选用了低功耗的的微操控器ATxmega128A1、传感器模块以及低功耗的器材，因而该温室环境检测仪具有功耗低的特色。别的，传感器模块的线性度、灵敏度、迟滞性、重复性、漂移等静态特性杰出，可以满各种温室场合。温湿度传感器具有瞬时呼应快的特性，使温室环境检测仪在温室环境参数失调时能及时检测出温室环境参数的改变并输送给操控电路进行调整，然后使温室环境安稳，保持农作物成长所需的最适合的环境参数。
4.体系硬件电路规划
体系硬件电路由ATxmega128A1最小体系、土壤温湿度传感器模块电路、空气温湿度传感器模块电路、空气二氧化碳浓度传感器模块电路、光照强度传感器模块电路、按键显现模块电路、报警模块电路和体系电源模块电路组成。
4.1土壤温湿度传感器模块
选用SLHT5土壤温湿度采样模块来丈量土壤的温度及相对湿度，其硬件接口电路如图2(a)所示。该传感器模块把传感元件与信号处理电路集成起来，输出全标定的数字信号。传感器包含一个电容性聚合体测湿灵敏元件、一个能隙资料制成的测温元件，并在模块内集成有14位A/D转换器以及串行接口电路，具有超快呼应、抗干扰能力强和极高的性价比等长处。
4.2空气温湿度传感器模块
选用SHT75空气温湿度采样模块来丈量空气的温度及相对湿度，其硬件接口电路如图2(b)所示。模块内部含有已校准数字信号输出的温湿度传感器。其间包含有一个%&&&&&%式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位A/D转换器以及串行接口电路在同一模块上完成无缝衔接。其结构大致与土壤温湿度传感器模块电路相同，但两种模块运用场合不同。
图2 各传感器的模块电路
4.3空气二氧化碳浓度传感器模块
选用MG811二氧化碳感应探头作为灵敏元件，其硬件接口电路如图2(c)所示。模块可设定阈值，当环境参数超越阈值时，DOUT引脚输出低电平。模块亦可在AOUT引脚输出模仿电压，依据电压巨细查表即可得知当时空气二氧化碳浓度参数。丈量规模为0~10000ppm.
MG811二氧化碳传感器具有灵敏度高、选择性杰出、运用寿命长、安稳性好的长处。模块内部带有温度补偿输出，当环境温度改变时，输出电压信号改变，温度改变量转换为对应电压输出改变量，然后经过程序补偿该温度改变量，使探头能更有用的检测。
4.4光照强度传感器模块
选用BH1750光强采样模块来丈量光照强度，其硬件接口电路如图2(d)所示。该模块光谱规模与人眼附近，对光源依赖性不大，具有丈量规模宽(1~65535勒克斯)和高分化的特色。内部带有1.8V电压的逻辑输入接口，照度数字转换器，I2C总线接口，因而无需任何外部器材即可完成实时的光照强度采样。
4.5键盘显现、报警、电源模块键盘与显现模块是用户与温室环境检测仪进行信息沟通的模块，键盘由多个按键组成，显现电路选用Nokia5110液晶显现模块，报警电路则由发光二极管、三极管、蜂鸣器组成，其硬件电路如图3所示。电源模块选用稳压芯片使蓄电池电压转化成所需求的供电电压，其硬件电路如图4所示。
图3 蜂鸣报警电路
图4 电源模块电路
5.体系软件规划
温室环境检测仪软件规划首要包含按键扫描规划、Nokia5110显现程序的规划、I2C通讯接口规划。体系软件规划总流程如图5所示。
