础上，我国的设施农业方面有了较快的发展，设施面积和设施水平也在不断的提高。在产业化方面发展态势良好，温室结构与设备研究达到了相当高的水平[16]，温室作物与环境模型的研究近年来也有不少的文献报道[17]。在温室环境控制设备以及技术方面，浙江大学、中吉林大学、国农业大学、江苏大学等也在基于单片机应用条件下的工业现场控制总线技术,分布式网络控制技术,远程通信系统及接口技术，蓝牙技术等方面的技术在温室中的应用作了大量的研究，并取得了一定的成就。国产的温室控制系统也开始在一些农业园区中使用。
第2章系统的硬件设计
2.1总体方案设计
本设计的总体结构图如图2.1所示。包括：主机模块、通讯转换模块及温湿度传感器节点模块。其中，主机模块与通讯转换模块之间通过基于Modbus ASCII协议的RS485总线进行通讯，而通讯转换模块与各温湿度传感器节点间通过无线Modbus ASCII协议进行通讯。
SHT11I2C总线PIC16F1829SPI总线nRF24L01传感器节点1PIC16F1829SPI总线nRF24L01SHT11I2C总线PIC16F1829SPI总线nRF24L01传感器节点n通讯转换模块RS485MT6071主机模块
图2.1 系统总体结构图
主机模块作为温湿度数据的集中显示和存储装置，同时还作为与通讯转换模块进行沟通时的上位机，每5s向下位机发出采样指令，从而获得各个节点的温湿度状况，但主机模块与传感器节点间并无直接的数据往来。通讯转换模块负责直接与传感器节点进行无线通讯，充当该无线通讯网络中的上位机，它将直接对各个传感器节点发出采样命令，并将全部温湿度数据封装成一定的格式上传至主机模块。传感器节点在整个通讯网络中，级别最低，且各个节点间没有相互通讯，仅负责对所处空间处的温湿度进行频率为0.5Hz的采样，并在接收到通讯转换模块的采样命令后，将该温湿度数据进行上传。
2.2 主机模块设计
主机模块是整个系统的核心控制单元，负责温湿度及相关信息的集中显示、存储，触发信号采样、Modbus 协议维护等工作。本设计采用HMI（人机界面）作为主机模块的核心元件。HMI具有编程组态化，显示信息简洁明了，信息存储方便，通讯协议二次开发难度低等特点，非常适合具有一定人机交互需求场合下的信息集中显示和存储。
2.2.1 HMI选型及基本特性
考虑到成本、延续性、配置难易程度等因素，本设计选用威纶通公司的MT6071系列HMI作为本系统的主控模块，如图2.2所示。
图2.2 MT6071产品图片
MT6071具有如下基本特性:
【多连接】三组独立串口，支持与三种不同协议的控制器同时通讯，一屏多机；
【高配置】搭载Cortex A8 600MHz CPU和128MB内存，运行快速； 【视觉性】业界最高1600万色的高彩度显示，完美呈现； 【轻量化】全新灰白双色外观与薄型轻量化机身，爱不释手；
【兼容性】工程文件、安装开孔、通讯连接可完好兼容旧有机型，升级无忧； 【稳定性】内置电源隔离，有效抑制电源浪涌和异常地电流，增强HMI现场运行稳定性；
【易用性】适用EasyBuilder Pro组态软件，拥有流动块、分期付款、操作记录、配方数据库等新功能，简单易用；
显示器 分辨率 7 TFT 800 x 480 350 500:1 LED >30,000 小时 24 bits 对比度 亮度 背光类型 背光寿命 显示色彩 类型 触控面板 触控精度 存储器 处理器 闪存 (Flash) 内存(RAM) 动作区 长度(X)2%,宽度 (Y)2% 128MB 128MB Cortex A8 32Bit RISC 600MHz USB 2.0 x 1 USB 2.0 x 1 Com3:RS-485 2w 内置 24±20%VDC 四线电阻式 USB Host USB Client 串行接口 I/O接口 Com1: RS-232，COM2：RS-485 2w/4w，万年历 输入电源 功耗 电源隔离 耐电压 绝缘阻抗 耐震动 电源 外形尺寸 WxHxD 规格 开孔尺寸 重量 防护等级 存储环境温度 操作环境 使用环境温度 使用环境湿度 外壳材质 350mA@24V 内置 500VAC (1 分钟) 超过50MΩ@500VDC 10 to 25Hz (X,Y,Z 方向2G30 分钟) 工程塑料 200.3 x146.3 x 34mm 192 x 138mm 约 0.6 kg IP65 前面板防护等级 -20 ~ 60C (-4 ~ 140F) 0 ~50C(32 ~122F) 10% ~ 90% RH (无冷凝) 认证 符合CE认证标准 软件 EasyBuilder Pro V3.00.01 或更新软件版本 2.2.2 HMI的硬件设置
1）拨码开关设定
在MT6071投入使用前，需对其工作模式进行选择，可通过其背后的拨码开关进行设定，如图2.3所示 图2.3拨码开关
