遠距離wifi云模組智能云的陽臺生態控制系統，陽臺是一種半封閉式生態系統，種植綠色植物能有效凈化室內空氣，改善居住環境，增加生活情調。植株生長對環境.肥料等有特殊要求，居民可能因缺乏種植綠色植物知識，或由于工作繁忙，長時間不在家，無法實時了解植物生長情況，導致植株死亡。本論文以家庭陽臺生態系統為研究對象，運用現代遠距離wifi云模組物聯網嵌入式技術，通過濕度、溫度、光照等傳感器實時采集植物生長環境數據，并通過物聯網上傳至云服務器。使用者透過電腦、移動電話等終端設備，實時了解植物生長環境，并根據植物生長，遙控調節光度、濕度、溫度等生態系統參數，以保證植物健康生長。

對于陽臺農業管理體系，國內外學者進行了一定的研究。以S為核心的等，以TJ芯片CAN總線營養液循環控制系統、無土陽臺農業立體栽培機控制器；研究開發了陽臺農場控制系統；基于S微控制器，研究開發了立體栽培陽臺自動控制系統，通過軟件和硬件結合實現自動補水和補光控制；設計開發了基于An系統的手機APP進行遠程控制，采用S單片機作為控制核心，可以遠距離操縱陽臺晾衣架、澆花等功能；將Ar作為主芯片，利用GSM模塊與手機通訊，設計了一種基于遠距離wifi云模組的智能溫室控制系統。也有不少學者在研究控制策略。總而言之，生態控制系統或基于STM的開發版本，通過設定閾值來實現自動控制；或利用GSM模塊.物聯網技術，采用嵌入式開發，通過短信等形式對溫室進行遠程控制，控制模塊接入部分采用有線接入。

陽臺植物生態環境為一個半封閉、小空間生態系統，是一個時變非線性、多輸入多輸出的系統。溫度、濕度、光照強度等各參數相互影響，很難建立較為正確的控制模型。由于簡單的控制策略難以實現正確的控制，生態系統的環境控制策略通常采用智能控制組合策略，能解決由于各種參數相互耦合而引起的超調和振蕩，實現對環境參數的良好控制，使系統具有穩定性和適應性。常見的控制策略有基于模糊PID控制策略、遺傳模糊控制策略、神經網絡控制策略、專家控制策略等，針對陽臺生態系統的特點，采用較為成熟的模糊PID控制策略，設計出wifi控制系統。

陽臺植物生態監控系統由四個部分組成：環境調節、遠距離wifi云模組、環境參數顯示模塊和環境調節執行模塊。提供了一種用于環境檢測的土壤水分、溫度、光強等信息。實現了生態環境系統參數數據的實時采集，環境調整控制模塊是整個系統的核心，并利用Ar開發板，一邊接收感知模塊的實時數據，一邊上載云計算服務器，一邊接收遠程控制指令；發出執行模塊；調節執行模塊由灌水控制電機、開窗控制電機等組成；通過液晶顯示遙控終端實現環境參數顯示。

感知模組的傳感器實時采集陽臺植物生態環境的溫度、濕度、光照參數，并上傳至Ar開發控制板。在本機的LCD顯示器上顯示環境參數，通過網絡擴展部分上傳到物聯網云服務器，手機終端遠程實時接入。該系統通過云服務器，根據植物所處環境參數，在APP端通過云服務器發出指令，通過灌溉、開窗等方式調節生態系統的環境參數。此外，該控制系統還可以設定環境參數門限，自動調節環境參數。環境執行模塊接到遠距離wifi云模組云上的指令，啟動灌溉電機進行灌水，打開開關電機.補光進行環境參數調整。

主要用于城市家庭陽臺的控制系統，為方便推廣應用，硬件的選擇原則是價格低廉、性能可靠，精度足夠。Ar控制板是一種廣泛使用的開放源代碼硬件平臺，其價格低廉.功能強大，對硬件配置要求低。選擇Ar開發版作為系統控制核心，開發版通過WIFI擴展模塊進行網絡連接。單片機使用At的AT8芯片。關于軟件，Ar擁有自己的基于Ec的IDE開發環境的軟件平臺，用C語言編程，模塊化封裝功能由程序開發人員調用，安裝Bootloader程序，無需外部打印，可以通過USB接口編寫代碼和下載到開發板。使嵌入式系統設計流程簡化。

選擇土壤濕度傳感器，它是通過測定土壤相對含水量來測定土壤濕度。其作用機理是土壤中不同含水量的電阻值，通過兩個探針之間的阻值變化來反映土壤濕度狀況。在此情況下，三極管基極處于開啟狀態的傳感器探頭，輸出為0。土層濕度的差異使得三極管的基極提供大小不同的導通電流，發射極經過下拉電阻后轉化為電壓。確定土壤出水量與濕度的關系，干土0~30℃為濕土，70~95為水分。土溫傳感器共有3個插針，分別為電源正向電源GND.信號端GND，將土壤濕度傳感器與Ar控制器的模擬管腳相連。

溫度傳感器采用DH溫濕度傳感器，體積小，功耗低，反應速度快，抗干擾能力強，并標定輸出的數字信號。內設8位單片機，連接空氣濕度元件和溫控元件，數據采集裝置可直接讀取輸出數據。傳感OTP存儲器中存在程序形式的校準系數，在檢測信號處理期間，調用校準系數加以修正。單管串行輸出接口，4針單排管腳封裝。DH數字式溫度傳感器模塊共有三個插頭，分別為地線GND.電源Vcc和數據線S。當實際使用時，將S端連接到Ar的數字輸入界面。在-40°C~80°C的分辨率下，測量精度在±0.5°C，工作電壓3.3~5.5V之間。類似于圖4。3.2.4光照強度傳感器GY-30光強傳感器，采用RO原裝BH芯片，I2C數字接口，大支持率400Kbps。該傳感器內置16bitAD轉換器直接數字輸出，省略復雜計算，忽略校準，通過計算電壓得到有效數據。提供電源的功率為3~5V，光照范圍在0~65535lx之間，分辨率在1lx以內。

遠距離wifi云模組CV5200 WIFI接入模塊Ar以WIFI形式接入因特網，利用遠距離wifi云模組CV5200模塊集成到Ar開發版中。采用超低功耗UART-WIFI模塊，封裝尺寸小，可將用戶的物理設備與WIFI相連，與Internet或LAN通訊，實現網絡通訊。大的度差為±20%。能夠高精度地測量大范圍亮度，不區分環境光源和接近視覺敏感性的分光特性。NXPIIC標準通信協議模塊內部包括通信電平轉換，并與5V單片機IO直接連接。A4.A5連接到GY-30的SDA.SCL管腳，在Ar硬件上。

物聯網遠距離wifi云模組云服務平臺接受系統傳感器上載的參數，供遠程客戶訪問；接受遠程用戶的命令，將其發送到Ar控制器，通過執行模塊調整系統環境參數。提供了開發人員API接口，為開發人員提供數據處理和存儲服務。大型平臺包括Scinan、Arrayent、COSM/Pachube、智能云等等。COSM是目前使用量大的開放式物聯網平臺，可以通過開源的硬件或單片機實現傳感器數據的上傳與存儲，同時也提供了一系列數據呈現方式。本論文采用機智云平臺，為開發人員提供了便利的智能硬件開發框架和云服務功能。直接定義產品并在平臺上進行設備端開發。

在應用開發硬件層，Agent提供了一個已經燒錄的GAgent(固件)的通信模塊，以實現上層應用(APP應用，機智云)到設備的雙向數據通訊，以及配置入網。在軟件層次上，云提供開發框架代碼，實現底層通信協議解析封包，通訊數據和傳感器數據轉換，以及開發API接口。該系統的設計在編碼框架事件處理邏輯中加入了環境傳感器、電機、泵等控制功能。在設備監聽到云或APP端的數據之后，代碼就會將數據轉換為事件，通知應用層設備。發送設備數據為APP，通過云控制的設備通過云直接發送到GAgent。通過系統中的設備主動報告當前狀態，由MCU接收到WIFI模塊控制所產生的狀態變化，立即啟動設備MCU進行調試，并提供應用開發，產品測試，云開發，數據服務功能，涵蓋智能硬件的全壽命服務。

創建一個虛擬設備，在PowerPoint創建一個開發者賬戶，輸入物理地址，輸入產品數據點，創建產品數據信息。前臺狀態，發送頻率是無限的。

遠距離wifi云模組開發的智能陽臺生態系統以Ar作為控制核心，支持C語言和匯編語言混合編寫，底層的驅動程序由匯編語言編寫，外部使用C語言接口。編程環境選擇了Ar，操作系統是MW7(32位)。采用Ar配置開發環境，導入機智云平臺硬件開發庫文件，開發各個模塊庫功能，編譯好程序后下載到開發版進行調試。本系統程序主要由主程序、初始化、監聽遙控器功能、遙控APP、讀取環境光照子程序、讀出土壤濕度子程序、讀出空氣溫度子程序組成。

遠距離wifi云模組遠程控制端APP開發云Android平臺SDK封裝了手機和智能硬件之間的通信過程，以及手機和云之間的通信過程。提供網絡配置，發現，連接，控制，心跳，狀態報告，報警通知等。提供了APP開放源框用戶注冊登錄、配置設備接入、設備發現控制、消息推送等功能。

系統在實訓室進行測試時，陽臺已安裝寬帶，并提供遠距離wifi云模組WIFI環境，控制板通過WIFI連接到網絡。打開手機APP，讀出陽臺溫度、土壤濕度、光照環境參數、測溫濕度、測光感應器是否工作正常，還能通過Arduino終端控制燈光，并遙控照明繼電器開關。

基于Ar+遠距離wifi云模組云的陽臺生態控制系統，通過實驗室模擬試驗，能有效地實現陽臺生態環境的遠程控制，具有安全可靠、擴展性強、經濟性好等優點，可推廣應用于寵物飼養等系統。本系統具有很強的可操作性，在城市中有著廣闊的應用空間，取得了良好的社會和經濟效益。