温度和照度远程测量系统在物联网平台的应用分析

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温度和照度远程测量系统在物联网平台的应用

分析

摘要：智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用,需要及时采集影响农作物生长的各种环境

因素,其中温度和照度是决定农作物生长和产品品质的重要参数。因此,对农作物生长环境的温

度和照度进行实时监测和后续统计分析,对实现精准化控制农作物生长环境、提高农作物产量和

品质具有重要意义。文中将 Arduino UNO 开发板作为核心,选用 DS18B20 数字温度传感器测量

温度,通过 GY-30 数字光强度模块进行照度传感,以ESP8266 WiFi 模块进行无线传输,选择贝壳

物联网平台显示数据,由此设计了温度和照度远程实时采集系统。实验结果表明,该系统的性能

指标均达到了设计要求。

　关键词：智慧农业; 物联网; 温度; 照度; 远程测量; Arduino; WiFi;

　　 0　　引言

在农业生产领域,土壤条件、温度和照度是对农作物生长、农产品产量和品质产生重要影响的三

个因素[1,2]。因此,除了土壤条件,精准的远程监测并记录环境温度、照度,及时做出有效反馈对

高品质农业生产具有重要的意义。为此,本文设计了基于物联网平台的温度和照度远程测量系

统,通过 WiFi 把系统测量的农作物数据传送至物联网平台,从而实现高效的农业生产。

　　 1　系统设计

1.1 开发板

开发板是信息采集与处理的核心,本系统采用 Arduino UNO 开发板。Arduino 开发板于 2005 年

开发成功,其独有的开放性和易用性备受开发者青睐[3,4]。目前,Arduino 系列开发板有多个不同

版本,包括 Arduino UNO、Arduino Nano 等。其中,Arduino UNO 开发板配套有 Arduino IDE 开发

软件,丰富的第三方库资源,无需编写繁琐复杂的底层驱动程序,开发快捷,支持 I2C、SPI 等多种

串行通信方式,且价格低廉,运算能力及内存均可满足本系统的需求。

1.2 温度传感器

本系统采用的 DS18B20 数字型传感器能直接将信号作为数字量输出,不易受外界信号干扰,具有

较高精度和较高分辨率[5]。此外,DS18B20 数字型传感器与 Arduino 适配性好,且Arduino 集成

有适用于 DS18B20 的第三方数据库,编程及既定功能容易实现。

1.3 照度传感器

本系统采用的 GY-30 照度传感器是照度传感器型号中使用较多的一种[6]。GY-30 照度传感器

具有如下优势:

(1)将BF1750FVI 芯片和部分外围电路集成到一块小电路板上,可通过 I2C 串行时钟总线、I2C 串

行数据总线与 Arduino 连接;

(2)Arduino IDE 中自带的 Wire 库封装了对 I2C 的相关操作方法,可以很方便地与GY-30 通信;

(3)光谱特性曲线与人眼视觉灵敏度曲线较为接近,可见光测量范围大。

1.4 无线传输模块

系统选用嵌入式WiFi 模块进行数据传输[7,8,9]。它是基于 ESP8266-12F WiFi 模组扩展而来的

NodeMCU 模块,含有USB 串口,可以与计算机直接相连;在单独使用时可作为开发板,具有

GPIO、I2C 以及 ADC 等多种功能;可编写硬件代码,使用 Arduino IDE 即可将程序烧录进去,方便

对WiFi 模块进行透传设置。

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摘要：

温度和照度远程测量系统在物联网平台的应用分析摘要：智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用,需要及时采集影响农作物生长的各种环境因素,其中温度和照度是决定农作物生长和产品品质的重要参数。因此,对农作物生长环境的温度和照度进行实时监测和后续统计分析,对实现精准化控制农作物生长环境、提高农作物产量和品质具有重要意义。文中将ArduinoUNO开发板作为核心,选用DS18B20数字温度传感器测量温度,通过GY-30数字光强度模块进行照度传感,以ESP8266WiFi模块进行无线传输,选择贝壳物联网平台显示数据,由此设计了温度和照度远程实时采集系统。实验结果表明,该系统的性能指标均达到了设计要求。　关...

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