云上OneNET智慧大棚

作品摘要：为了解决传统农业生产效率低下，消耗大量的人力物力，不能精确的对农作物实现监控的问题，从而最大限度的提高农业生产力，实现优质、高产、低耗、环保的可持续发展物联网[1]农业。云上OneNET的智慧大棚采用STM32MCU[2][3]接收GY30[4]光照强度传感器、SGP30二氧化碳/TVOC传感器、SHT20[5]温湿度传感器、YL-69[6]土壤湿度传感器测得的参数，通过ESP8266wifi[7]模块上传至OneNET[8][9]云平台，云上OneNET的智慧大棚实现了在物联网，多终端的条件下实时监控大棚里的重要生产环境因素（光照强度、CO₂、TVOC浓度、空气温湿度、土壤湿度），以及超过设定阀值的系统自动调节或从终端人为下发命令调节的功能。云上OneNET智慧大棚创新的将农业加上互联网，可以精准的及时监控大棚里的环境因素数据（上传数据时间间隔最低可达3s）并通过中移物联网OneNET平台将离散的数据可视化（中移OneNET平台支持多种数据展示方式：曲线图，柱状图，表盘，按键），方便长期的监控和分析最适宜作物生长的环境因素，可以高效率低成本的维持大棚内的稳态。

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单片机代码百度云地址：链接：https://pan.baidu.com/s/16BpMyOdhiIfPb3Cw7f-GFA
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一、作品总体架构图

OneNET云平台界面

作品实物图

二、硬件设计图
(1)、 SHT20温湿度传感器
SHT20[6]是一款采用 DFN 封装-适于回流焊、数字输出，I2C 接口具有低功耗、优异的长期稳定性的温湿度传感器。可以通过I2C通信模式与MCU进行数据通信。SHT20传感器与STM32MCU相连，电路图如图3.1所示。其中VDD是传感器内部模拟电路电源端;SCL、SDA分别是12C通信模式时钟信号、数据信号;VSS接低电平。NC和NC_1本设计未使用，故悬空。

(2)、 SGP30二氧化碳传感器
SGP30多像素气体传感器分线板提供完全集成的MOX气体传感器，这是Sensirion的一款非常精细的空气质量传感器，具有I 2 C接口和完全校准的输出信号，测量值的典型精度为15％。SGP在一个芯片上结合了多个金属氧化物传感元件，以提供更详细的空气质量信号。该传感器可检测各种挥发性有机化合物（VOC）和H2，用于室内空气质量监测。SGP30具有标准的热板MOX传感器，以及控制电路板电源，读取模拟电压，跟踪基线校准，计算TVOC和CO 2 值的小型微控制器，并提供I 2 C接口。从中读取。与CCS811不同，该传感器不需要I 2 C时钟延长。该传感器VCC接3.3V，GND接MCU的GND，SCL和SDA分别接MCU的PB8和PB9.

(3)、GY30数字光照强度传感器
数字光强度检测模块：GY30采用ROHM原装BH1750FVI[7]芯片，供电电源3_{5V，光照范围：0}65535lex，传感器内置16bitAD转换器直接数字输出，省略复杂计算，省略标定，不区分环境光源，接近视觉灵敏度实物的分光特性可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定标准，采用IIC通信协议。引脚VCC、GND和ADDR（器件地址0100011）分别接MCU的3.3/5V，GND和GND，SCL和SDA分别接PB6和PB7.

(4)、 YL69土壤湿度传感器
YL69[8]是一款比较器采用LM393 芯片，工作稳定，电源：3.3V ~ 5V，设有固定螺栓孔，方便安装，获取湿度信息的方式从传感器的A0引脚：获取到模拟量，更加精确。传感器板上的VCC接电源，GND接地，A0接单片机模拟输入PA0，再经过ADC采样，量化，编码计算，最终得到精确的土壤湿度值。

(5)、NLN2003步进电机驱动模块和28BYJ48步进电机
ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成，每一对达林顿都串联一个2.7K 的基极电阻，在5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003是大电流驱动阵列，多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。可直接驱动继电器等负载。输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。步进电机相数：4，减速比：1/64，步距角：5.625°/64，驱动方式：四相八拍。ULN2003模块的引脚VCC接5V电源，GND接MCU的GND，MCU的PB0、1、3、4分别接IN4（步进电机橙线）、3（黄）、2（粉）、1（蓝）。

三、软件设计
云上OneNET智慧大棚主要功能为远程实时采集温室的温湿度、光照强度、土壤湿度、二氧化碳浓度等信息，对采集的信息进行通风、遮光、灌溉等操作。实现方法为STM32MCU处理来自温湿度传感器SHT20、外接土壤湿度传感器YL69、GY30光强传感器、SGP30二氧化碳传感器等采集的信息，再通过板载ESP8266将数据传送到OneNET云平台，在云平台上设计监控界面来显示接收到的数据，既可以实现超过阈值的自动操作又可以人为远程控制温室内的抽水系统进行浇灌、直流风扇换器、遮光帘降下、阴天补光等操作。
(1)、OneNET接入流程
本设计采用中国移动物联网有限公司的OneNET方案，OneNET接入流程如图4.1所示。其中账号注册、创建产品、添加设备3个步骤需要用户在https：//open.iot.10086.cn/页面上进行操作。账号注册时填写用户的个人信息;创建产品时，产品信息的联网方式须选择“wifi”，协议须选择“EDP[3]”;添加设备时填写“云上OneNET智慧大棚”，并添加麒麟座迷你开发板的产品ID和鉴权信息;STM32主控OneNET.c程序完成接入流程中的上报数据步骤，将传感器参数上传至OneNET云平台;通过浏览器或中国移动的“设备云”APP可以查看展示数据。

(2)、上报数据

3、核心代码
3.1与OneNET创建连接

具体数据（json）上传至OneNET云平台

主程序代码

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