2．2、溫濕度傳感器的選擇

對于溫室內的空氣溫濕度測量，本系統采用的是DHT11傳感器。DHT11中集成了數字采集模塊，包括1個測溫元件和1個電阻式感濕元件，它的抗干擾能力強、價格便宜、體積小、功耗低，使用方便，工作電壓為3．5V。其主要參數如表1所示。

DHT11采用的是單總線數據格式，可以通過一個引腳進行數據的發送和命令的接收，本次設計采用STM32的GPIO_Pin_7引腳來連接DHT11。在STM32中央控制器向DHT11發送開始信號以后，DHT11從低功耗模式喚醒，進入高速模式狀態，并對STM32的開始信號進行響應，雙方確認以后，DHT11把測得的數據封裝在數據包中發送到STM32控制器，發送完以后會觸發采集信號繼續進行數據的采集。在STM32中央控制器向DHT11發送結束信號后，DHT11停止測量數據，重新進入低功耗模式，DHT11和STM32之間通信一次的時間最大為3ms左右。

2．3、繼電器模塊的設計

設計中執行設備的狀態是“二位”形式，即只有“打開”和“關閉”2種狀態，可以通過繼電器進行控制。本次設計采用的是電磁繼電器，型號為歐姆龍G2Ｒ－1A-E。電磁繼電器的組成部分有鐵芯、線圈、銜鐵和簧片，利用電磁效應通過在線圈兩端加電壓產生電流繼而產生電磁力，對銜鐵產生吸引力，控制開關。本次設計為每個執行設備連接一個電磁繼電器。

2．4、網絡接口設計

設計中采用STM32外接以太網控制器ENC28J60與遠程控制軟件進行通信。ENC28J60是美國微芯科技公司開發的，共有28個引腳，體積小、使用方便，價格便宜［9］。該芯片帶有SPI接口，可以通過SPI接口與STM32控制器進行連接。ENC28J60的工作頻率是25MHz，工作電壓為3．3V。ENC28J60中的存儲器以靜態ＲAM方式實現。STM32通過使用SPI接口對ENC28J60芯片的寄存器寫入控制參數和接收數據，實現以太網功能。

3、系統軟件設計

3．1、LwIP協議的移植

LwIP協議是一種主要應用于嵌入式系統中的輕量級的TCP/IP協議。LwIP協議源碼開放，在保持了TCP/IP協議的基本功能的前提下代碼盡量精簡、占用內存小、方便裁剪和調試［10，11］。LwIP在STM32上的移植工作主要包含2方面內容：一是修改文件ethernetif．c和文件sys_arch．c;二是編寫網絡驅動程序。

設計中采用ENC28J60在LwIP中用netif結構體來描述網絡接口，通過對netif結構體中的各個成員進行賦值來實現網。netif結構體中定義了指向下個網絡接口的指針、IP地址、網絡掩碼、網關以及用于實現以太網接收、發送數據包的函數等內容。在驅動中所要完成的任務就是實現網絡的初始化、數據的接收發送以及終端等任務，最終通過硬件接口函數可以實現對硬件的驅動。

3．2、測量程序的設計

DHT11發送的數據包大小為40bit，包括測得的空氣溫度的整數部分8bit，空氣溫度小數部分為8bit，空氣濕度整數部分8bit，空氣濕度小數部分8bit，還有8bit是進行數據校驗，大小為前面4個字節的和。

當DHT11進行接收主機命令和向主機發送數據時，GPIO_Pin_7引腳分別被配置成和上拉輸入模式和推挽輸入模式。其中STM32從DHT11讀取數據的程序如下所示。

8DHT11_Ｒead_Data（u8*temp，u8*humi）

{

u8buf［5］;

8i;

DHT11_Ｒst（）;

if（DHT11_Check（）==0）

{

for（i=0;i＜5;i++）

buf［i］=DHT11_Ｒead_Byte（）;

if（（buf［0］+buf［1］+buf［2］+buf［3］）=

=buf［4］）

{

*humi=buf［0］;

*temp=buf［2］;

}

}

elsereturn1;

return0;

}