基于ATxmega128A1的温室环境检测系统设计

4.3 空气二氧化碳浓度传感器模块

采用MG811二氧化碳感应探头作为敏感元件，其硬件接口电路如图2(c)所示。模块可设定阈值，当环境参数超过阈值时，DOUT引脚输出低电平。模块亦可在AOUT引脚输出模拟电压，根据电压大小查表即可得知当前空气二氧化碳浓度参数。测量范围为0~10000ppm.

MG811二氧化碳传感器具有灵敏度高、选择性良好、使用寿命长、稳定性好的优点。模块内部带有温度补偿输出，当环境温度变化时，输出电压信号变化，温度变化量转换为对应电压输出变化量，从而通过程序补偿该温度变化量，使探头能更有效的检测。

4.4 光照强度传感器模块

采用BH1750光强采样模块来测量光照强度，其硬件接口电路如图2(d)所示。该模块光谱范围与人眼相近，对光源依赖性不大，具有测量范围宽(1~65535勒克斯)和高分解的特点。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，因此无需任何外部器件即可实现实时的光照强度采样。

4.5 键盘显示、报警、电源模块键盘与显示模块是用户与温室环境检测仪进行信息交流的模块，键盘由多个按键组成，显示电路采用Nokia5110液晶显示模块，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。电源模块采用稳压芯片使蓄电池电压转化成所需要的供电电压，其硬件电路如图4所示。

5.系统软件设计

温室环境检测仪软件设计主要包括按键扫描设计、Nokia5110显示程序的设计、I2C通信接口设计。系统软件设计总流程如图5所示。

数据采样成功后进行处理并送液晶显示，再判断是否偏离预先设定的阈值，没偏离，则继续采样，若偏离则控制外部设备如供水、温控、照明、湿度控制等系统进行适量的调控，直至采样数据回到阈值之内，则达到检测的目的，从而维持温室环境参数的稳定。

6.结论

温室环境所需控制的理化指标众多，为了能实现自动控制这些理化指标并使多项理化指标测量一体化，采用单片机及传感器实现的温室环境检测仪，先采样温室环境参数，然后根据设定的阈值判断是否超标或过低，从而控制外部设备的开关，实现平衡温室各项理化指标参数，使温室环境参数维持稳定。经过实验验证，该设计方案达到温室环境参数检测的要求。