一、基于单片机的蚕房环境监测系统设计
（一）国内外研究现状
1.1环境监测的国外研究现状
国外对于环境监测技术的研究较早，就温室控制而言，始于20世纪70年代。从组合仪表，采集、记录、控制检测地信息到80年代末的分布式控制系统再到目前正在研发当中的基于计算机的数据采集的综合控制系统。历经40多年的发展，环境监测控制技术日新月异，研制自动化、微型化、无人化的智能监测控制系统成为各国追求的目标。在荷兰，花卉生产技术非常先进，借助计算机系统对玻璃温室进行精确控制。由英国伦敦大学农学院发明的温室计算机遥控技术实现了远程监控和控制，可以监测和遥控50千米以外温室的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等影响作物生长的环境因素。在现代科技农业的发展过程中，以色列走在了世界的前列，它拥有一体化智能温室控制系统，配套监控系统软件平台及其他先进设备，使其有限的农业资源得到充分发挥[1]。Morais等利用无线数据采集网络对葡萄牙温室室内外气候数据进行采集。Mancuso和Bustaffa曾在意大利南部的番茄温室短期部署无线传感器网络[2]。当前，节约能源、降低成本成为国外发展温室控制的重要目标，对设备的自动化提出更高要求，并且由调控单个因素转向了多因素综合调控。
1.2环境监测的国内研究现状
我国研究环境监测系统的起步较晚，就温室控制技术而言，始于20世纪80年代，那是生产水平不高，技术设备比较落后，对环境监测的研究能力有限，更多的需要从国外引进相关设备。在吸收、借鉴国外先进技术的基础上，我国研究环境监测系统的相关工程人员逐渐掌握了这种技术。经过三十多年的发展，环境监测能力明显增强，逐步形成了以环境监测站为中心的监测系统，已经具备了组织机构网络化和监测分析技术体系化的雏形[3]。目前，传感器、通信技术和数据处理技术的应用研究成为了研究的重点。“九五”初期，我国从以色列进口温室技术供相关的工程技术人员学习和使用，并在北京建立示范农场。从90年代中后期开始，我国开始自主研制环境控制系统，钻研温室栽培和管理等技术，相关配套设施和材料的质量大大提升。1995年以后，我国相继研发了温室环境计算机监控系统、工控机管理系统、智能温室系统等一系列环境监控系统[4]。
（二）研究主要成果
通过单总线传送数据的监测系统。以STM32为控制器，设计基于DS2438的单总线温湿度传感器和单总线空气污染物浓度传感器，以单总线设计的数据采集器将数据上传到上位机[5]。单总线通信与目前多数的串行通信方式不同，它采用单根信号线，既传输时钟又传输数据，且数据是双向传输的，因此节省了I/O资源，系统结构简单，便于总线扩展和维护。
通过RS232串行接口传送数据的监测系统。以MSP430F149低功耗单片机作为环境监测系统的主控芯片，在其周围布置温湿度传感器、一氧化碳传感器、烟雾传感器和火焰传感器，将采集到的数据通过RS232串行接口上传给上位机[6]。RS232是一种串行物理接口标准，该标准规定采用一个25个脚的DB-25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。后来IBM的PC机将RS232简化成了DB-9连接器，从而成为事实标准。而工业控制的RS232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。通过RXD端口可以接受来自上位机的数据，通过TXD端口可以将数据发送到上位机。然而RS232接口传输距离短，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的有线通信。
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