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基于CH32V103的植物工廠設(shè)計(jì)

基于CH32V103搭載RTT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，完成對植物工廠的四個施肥桶的PH、EC、水溫等參數(shù)采集，對環(huán)境溫濕度、光照度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對四個灌溉單元的水泵和補(bǔ)光燈進(jìn)行分別控制。可實(shí)現(xiàn)觸摸屏組態(tài)數(shù)據(jù)顯示與控制，實(shí)現(xiàn)微信小程序端的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查看與控制。

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團(tuán)隊(duì)介紹

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團(tuán)隊(duì)成員

王磊 講師

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項(xiàng)目簡介
基于CH32V103搭載RTT實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，完成對植物工廠的四個施肥桶的PH、EC、水溫等參數(shù)采集，對環(huán)境溫濕度、光照度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對四個灌溉單元的水泵和補(bǔ)光燈進(jìn)行分別控制。可實(shí)現(xiàn)觸摸屏組態(tài)數(shù)據(jù)顯示與控制，實(shí)現(xiàn)微信小程序端的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查看與控制。
硬件說明

  1. 傳感器采用帶有RS485總線的工業(yè)傳感器，包括4個PH值與水溫2參數(shù)傳感器、4個EC值與水溫2參數(shù)傳感器以及1個空氣溫濕度傳感器，1個光照度傳感器。

  2. 主控板采用沁恒微電子CH32V103核心板

  3. GUI交互使用HMI組態(tài)屏

  4. 補(bǔ)光燈和水泵分別使用4路帶隔離的繼電器模塊進(jìn)行控制

軟件說明

軟件包括云平臺通信線程，modbus485傳感器數(shù)據(jù)采集線程，HMI組態(tài)屏交互線程，繼電器控制線程，定時(shí)控制線程

  1. 云平臺通信線程，通過SOCKET與云端服務(wù)器進(jìn)行連接，周期上報(bào)傳感器數(shù)據(jù)，并通過等待消息隊(duì)列實(shí)時(shí)響應(yīng)云端控制指令

  2. modbus485線程通過輪詢發(fā)送PH、EC、空氣溫濕度、光照度等傳感器的數(shù)據(jù)請求命令，并根據(jù)modbus RTU協(xié)議校驗(yàn)并解析對應(yīng)數(shù)據(jù)，存入網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，待云端發(fā)送線程打包使用。

  3. HMI線程通過UART與組態(tài)屏交互，通過組態(tài)屏數(shù)據(jù)交換協(xié)議，實(shí)時(shí)更新各個傳感器數(shù)據(jù)狀態(tài)，并實(shí)時(shí)相應(yīng)用戶通過觸摸按鈕發(fā)送的開關(guān)指令。

  4. 繼電器控制線程通過消息隊(duì)列接收來自云端通信線程、HMI控制線程、定時(shí)控制線程的控制命令，并根據(jù)消息體對相應(yīng)的繼電器進(jìn)行控制。

  5. 定時(shí)控制線程根據(jù)用戶的定時(shí)任務(wù)，通過soft timer和RTC定時(shí)器對補(bǔ)光燈和水泵進(jìn)行定時(shí)控制。

演示效果

通過實(shí)地測試，本設(shè)計(jì)達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，能夠?qū)?個繼電器進(jìn)行多種方式的控制，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，可通過微信小程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行查看與控制。


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