一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统，包括环境检测传感器、STM32控制器、I2C总线、电源和显示模块；所述I2C总线分别与STM32控制器、环境检测传感器、电源相连接，用于读取环境检测传感器检测出的环境参数，并传递给STM32控制器；所述STM32控制器驱动显示模块显示环境参数。本实用新型专利技术基于I2C总线在保留检测系统较高灵敏度的同时，实现了轻量化的设计。同时可以提供多种环境参数以满足农业生产的需要。足农业生产的需要。足农业生产的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统


[0001]本技术涉及一种环境检测系统，尤其涉及一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统。

技术介绍

[0002]发展以电子信息产业技术为核心的新农业是当前农业发展的趋势。其中，农田大气环境的信息采集是一个非常重要的方面。传统的农业信息采集系统，通常侧重于对农田土壤营养元素以及污染物含量的检测，常利用以太网进行传输，体积大、模块多，使用起来非常不灵活。

技术实现思路

[0003]技术目的：本技术提出一种传输简便、体积小、灵活性强的农田大气环境检测系统。
[0004]技术方案：本技术所述的基于I2C传输的农田大气环境检测系统，包括环境检测传感器、STM32控制器、I2C总线、电源和显示模块；所述I2C总线分别与STM32控制器、环境检测传感器、电源相连接，所述显示模块与STM32控制器相连接；所述I2C总线读取环境检测传感器检测出的环境参数，并传递给STM32控制器；所述STM32控制器驱动显示模块显示环境参数。
[0005]I2C总线是一种双向二线制同步串行总线，其提供的协议传输简便、稳定可靠并且成本低。STM32是一款具有32位指令集的低功耗微处理器，其功能强大，应用广泛。
[0006]进一步地，所述环境参数包括：光照强度、温度、湿度、大气压强、二氧化碳浓度、甲烷浓度、氮氧化物浓度。
[0007]对于光照强度来说，其对农作物的光合作用速率有影响，光照增强可以提高作物产量。
[0008]对于温度、湿度来说，空气中的水分是农作物生长的原料，而温度会影响农作物体内的酶的活性。因此，环境的温湿度对于农作物生长速度有着直接影响。
[0009]对于大气压强来说，高压常形成干旱天气、往往造成农业减产；低气压常形成阴雨天气,可以缓解旱情。
[0010]对于二氧化碳浓度来说，二氧化碳是光和作用的原料,二氧化碳施肥能促进植物的光和作用,提高光合作用效率。当二氧化碳浓度达到一定值的时候,植物的光合作用效率达到饱和。
[0011]对于甲烷浓度来说，大气中过高的甲烷浓度会使得农作物生长速度减小、光合作用减弱，影响农作物的正常生长。
[0012]氮氧化物包括二氧化氮、氨气、一氧化碳等。对于二氧化氮、氨气等氮化物的浓度来说，如农作物长期接触氮化物会使得叶片褪绿，危害严重时会使得农作物叶片萎蔫，逐渐导致农作物枯萎死亡。而对于一氧化碳浓度来说，由于一氧化碳容易被植物吸收，对于农作
物的影响较大，长期下去会导致植物生长不良，甚至死亡。由此可见，一氧化碳的不良影响，容易造成农作物的大面积减产。
[0013]因此，对于上述环境参数的检测是很有必要的，而传统检测仪器主要针对农田土壤检测。
[0014]作为优选，所述环境检测传感器包括：光照强度传感器、温湿度传感器、大气压强传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氮氧化合物传感器。
[0015]进一步地，所述I2C总线内设有时钟线SCL和数据线SDA，分别与环境检测传感器的各引脚连接。
[0016]作为优选，所述环境检测传感器不支持I2C协议时，所述I2C总线内还设有I2C单元，环境检测传感器与I2C单元连接。
[0017]进一步地，所述STM32控制器的IO口与I2C总线相连接，用于模拟I2C时序，读取环境参数，并根据环境检测传感器在I2C总线上对应的唯一地址，将对应的环境参数显示到显示模块上。
[0018]作为优选，所述电源采用太阳能光伏充电板。
[0019]作为优选，所述光照强度传感器为BH1750，所述温湿度传感器为SHT30，所述大气压强传感器为MS5611，所述二氧化碳传感器为SGP30，所述甲烷传感器为MQ
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4，所述氮氧化合物传感器为MICS
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6814。
[0020]有益效果：与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0021](1)以I2C协议为基础，工作稳定可靠，传输简便，能够实时检测农田的大气状态；
[0022](2)可检测出多种与农田生态密切相关的环境参数，根据显示的数据可及时采取相应的措施；
[0023](3)解决了传统检测仪器体积大、使用不便的通病；
[0024](4)采用太阳能光伏充电板作为能源，不仅得益于农田本身环境开阔且整个系统功耗较低，也是绿色农业发展的需求。
附图说明
[0025]图1是本技术实施例的结构示意图；
[0026]图2是本技术实施例的核心部件电路连接示意图；
[0027]图3是本技术实施例BH1750光照强度传感器硬件示意图；
[0028]图4是本技术实施例SHT30温湿度传感器硬件示意图；
[0029]图5是本技术实施例MS5611大气压强传感器硬件示意图；
[0030]图6是本技术实施例SGP30二氧化碳传感器硬件示意图；
[0031]图7是本技术实施例MQ
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4甲烷传感器硬件示意图；
[0032]图8是本技术实施例MICS
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6814氮氧化合物传感器硬件示意图；
[0033]图9是本技术实施例系统检测流程图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例对本技术的技术方案作进一步的说明：
[0035]如图1，本技术公开了一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统，主要包括
环境检测传感器、STM32控制器、I2C总线、电源和显示模块；所述I2C总线分别与STM32控制器、环境检测传感器、电源相连接，所述显示模块与STM32控制器相连接；所述I2C总线读取环境检测传感器检测出的环境参数，并传递给STM32控制器；所述STM32控制器驱动显示模块显示环境参数。
[0036]为获取包括光照强度、温度、湿度、大气压强、二氧化碳浓度、甲烷浓度、氮氧化物浓度在内的环境参数，选用的环境检测传感器包括光照强度传感器、温湿度传感器、大气压强传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氮氧化合物传感器。
[0037]下面以STM32控制器STM32 F407 VET6，光照强度传感器BH1750，温湿度传感器SHT30，大气压强传感器MS5611，二氧化碳传感器SGP30，甲烷传感器MQ
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4，氮氧化合物传感器MICS
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6814，LCD显示模块ILI9341为例，详细说明本实施例的具体结构和原理。
[0038]如图2所示，I2C总线内设有时钟线SCL和数据线SDA，分别与各传感器的引脚及STM32 F407 VET6的IO口连接。STM32 F407 VET6的IO口模拟I2C时序，由于每个传感器在总线上唯一对应一个地址，根据不同的地址，确定检测对应的环境参数，并将参数显示到LCD上。STM32 F407 VET6的3.3.V接口与各传感器的电源线VCC相连，STM32 F407本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于I2C传输的农田大气环境检测系统，其特征在于，包括环境检测传感器、STM32控制器、I2C总线、电源和显示模块；所述I2C总线分别与STM32控制器、环境检测传感器、电源相连接，所述显示模块与STM32控制器相连接；所述I2C总线读取环境检测传感器检测出的环境参数，并传递给STM32控制器；所述STM32控制器驱动显示模块显示环境参数。2.根据权利要求1所述的基于I2C传输的农田大气环境检测系统，其特征在于，所述环境参数包括：光照强度、温度、湿度、大气压强、二氧化碳浓度、甲烷浓度、氮氧化物浓度。3.根据权利要求1所述的基于I2C传输的农田大气环境检测系统，其特征在于，所述环境检测传感器包括：光照强度传感器、温湿度传感器、大气压强传感器、二氧化碳传感器、甲烷传感器、氮氧化合物传感器。4.根据权利要求1所述的基于I2C传输的农田大气环境检测系统，其特征在于，所述I2C总线内设有时钟线SCL和数据线SDA，分别与环境检测传感器的各引脚连接。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛化敏，陈雅鑫，马跃权，吴志恒，艾华，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：