引言
對環境信息\\( 如空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度等\\) 的準確采集是溫室、大棚高產的必要條件。溫室采用性能優良的環境采集終端能創造出適合作物生長的溫室生態環境\\( 該環境是按照不同作物生長的要求進行專家優化后制定的\\) ，以達到增產、增效及規?；a的目地。
由于黑龍江地處寒地，且農村經濟相對比較落后、電力基礎設施不完善，傳統的大型溫室智能控制系統投入成本過高，安裝復雜，非專業人員無法操作等，現階段黑龍江地區乃至中國的農村和農場還是以塑料大棚和日光溫室為主。
針對以上情況，設計了寒地塑料大棚環境信息采集終端。該終端符合設施農業適用性的標準，可對終端的功能進行擴展從而應付各種復雜環境。該終端的優點是測量精度高、操作簡單、便于攜帶及可現場直讀等。
1 終端硬件的設計
由圖 1 可知，終端的硬件設計主要有 LCD 觸摸屏接口、鍵盤、USB 接口、電源模塊和傳感器組模塊等。核心板控制整個終端的運轉。核心板是在 Mini2440 開發板上集成研制的，采用Samsung S3C2440 為微處理器，內核供電為 1． 8V，主頻為 203MHz，具有 MMU 單元、時鐘控制器、SD 卡控制器、A/D 控制器等眾多外圍接口，非常適合于低功耗、低成本便攜式的設備。
由于系統數據采集總類多、采集量大，AＲM 自身的存儲容量達不到數據存儲的要求。這就需要把 SD卡模塊加入終端，既可以存儲該終端采集的數據，又可以通過中間控制器將存儲數據傳送到上位機?！緢D1】
為了操作方便，設計用觸摸屏代替鼠標和按鍵，使用 LCD 觸摸屏可以根據觸點的位置來定位選擇信息輸入。設計核心板的 LCD 接口是個 41Pin/0． 5mm間距的白色座，其中包含了常見 LCD 所用的大部分控制信號\\( 行場掃描、時鐘和使能等\\) 和完整的 ＲGB 數據信號; 為了方便試驗，還引出了 PWM 輸出\\( GPB1 可通過寄存器配置為 PWM\\) 和復位信號\\( nＲESET\\) 。其中，LCD_PWＲ 是背光控制信號。
為方便信息輸入，設計了輔助鍵盤。鍵盤按照構造可以分為線性鍵盤和矩陣鍵盤，由于線性鍵盤需要處理器大量的 GPIO 口，所以終端的鍵盤采用矩陣鍵盤。設計的輔助鍵盤利用了儲存總線擴展的 I/O 口，它通過雙向收發器和 3 － 8 譯碼器與處理器的數據總線和地址總線連接，如圖 2 所示。雙向收發器將小鍵盤電路連接到處理器的數據總線，3 － 8 譯碼器連接著地址總線和異步靜態儲存器的片選信號 nCS2\\( 在圖中表示為 SA － CS2#\\) ，其輸出充當雙向收發器的使能信號，由 KEY － CS#表示?！緢D2】
1\\) 電源模塊 \\( 見表 1 \\) 為微處理器、存儲器、LCD觸摸屏和傳感器組等模塊供電。終端的移動電源為可充電 USB 型鋰電池，通過終端的 USB 接口為終端供電，克服了傳統采集終端電源與終端不能分開的問題，可以正?；蛘咴谌魏尉哂?USB 接口設備上充電，既提高了終端的靈活性又防止充電過程對終端電元件的損耗?！颈?】
設計的傳感器組有采集空氣溫濕度、土壤溫濕度、CO2濃度和光照強度等傳感器。傳感器的選用考慮到設計成本以及設備體積，所以選用價格低廉、體積小的傳感器。具體包括: AM2302 數字型空氣溫濕度傳感器; 土壤溫濕度傳感器; 由 DS18B20 溫度傳感器和 TDＲ－ 3 型土壤水分傳感器組成; MG811 型 CO2氣體傳感器和 on9658 型光照傳感器。所用傳感器無論從精度性、耐用性和測試范圍上完全可以滿足環境信息采集的要求。
2 終端系統軟件運行模式
終端的程序開發必須先建立開發環境 ADS\\( AＲMDeveloper Suite\\) ，它是 AＲM 公司推出的新一代 AＲM集成開發環境，主要由編譯器、鏈接器、符號調試器、armar\\( 庫函數生成器 \\) 、CodeWarrior \\( 集成開發環境IDE\\) 、調試器和 C、C + + 庫組成。
程序設計選用 C 語言進行編寫，將控制任務進行分割，使整個控制任務分解成為若干個子程序; 再根據各模塊的獨有性質編寫相應的優化程序，使各模塊達到最佳的運行效果?！緢D3略】
3 試驗與終端性能測試
在東北農業大學玻璃溫室和塑料大棚基地進行了6 個月的測試，用終端實地采集了空氣溫濕度及土壤溫濕度等。選擇在黑龍江省 12 月至次年 5 月份的時間段進行試驗，該時間段具有地域氣候代表性。抽取2012 年 4 月 1 日在玻璃連棟溫室和塑料大棚采集的環境信息，如表 2 所示。試驗結果表明，終端能夠穩定地現場直讀和儲存數據。
測試序號 1 ～ 4 是在連棟溫室內，5 ～ 8 是在塑料大棚內?！颈?】
4 結論
運用 AＲM 微控技術設計的手持式采集終端實現低成本的快速采集，并且大大提高了數據的精確性。利用 AＲM 芯片可靈活擴展模塊的特性和根據實際情況增減軟硬件模塊，提高了溫室環境信息采集的效率和效果，為操作人員及時了解溫室情況提供了有力保障。實踐證明，該系統具有測量精度高、穩定性好、抗干擾性強和信息可儲存等諸多優點。
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