2  系统设计平台

2。1  Arduino的起源

这个非常经典的开源硬件项目，诞生地是意大利的一间设计学校。起因是Massimo Banzi的学生们抱怨找不到便宜好用的微控制器。于是他和西班牙晶片工程师David Cuartielles 就设计了属于自己的电路板。因为Massimo Banzi喜欢一家以意大利国王Arduin的名字命名的酒吧di Re Arduino酒吧。[所以为了纪念这个地方，他将这块电路板命名为Arduino[1]。

2。2  Arduino的介绍论文网

Arduino是一个开放源码的电子原型平台，它拥有灵活、易用的硬件和软件开发环境--Arduino IDE。

Arduino硬件核心是微处理器。很多厂家对Arduino进行仿制、改进，使Arduino板的功能更多、接口更丰富的、更加符合实际应用需求的。Arduino有很多硬件扩展设备，例如温度、湿度等传感器、传感器扩展板，这些都可以根据设计需求进行购买。

Arduino软件部分即集成开发环境（IDE）。ArduinoIDE是基于processing IDE开发。在IDE中编写程序代码，将程序上传至Arduino电路板后，程序便会Arduino电路板相应的指令。Arduino使用C/C++语言编写程序。[2]

2。3  Arduino特点

从2005年至今Arduino已经形成了很多不同版本。Arduino具有高开发性、低门槛、便宜，开放源代码的电路图设计，程序开发接口免费下载，可以依个人需求修改。可以采用USB接口供电，也可以使用外部9VDC输入等优势。已经积累了不少忠实的爱好者。

图1 Arduino 板

Arduino UNO R3 的参数[3]

处理器：ATmega328

工作电压：5V

输入电压：连接USB或外部供电7V-12VDC输入

输出电压：5V DC输出和3。3V DC输出

时钟：16MHz

数字I/O端口：14个（6个PWM输出口）

模拟输入端口：6个

直流电流I/O端口：40mA

直流3。3V端口：50 mA

2。4  Arduino应用

Arduino可应用的领域非常广泛，由于具有高开发性，通过不同电子和设备，电路搭建、代码编写，便能实现多种功能。通过Arduino设计出彩色霓虹灯、Arduino控制的机械手鼓演示；Arduino爱好者设计Arduino驱动爬树机器人，以及让Arduino与FLASH交互感应光线，Arduino语音识别模块控制小灯颜色。

3  系统功能设计

3。1  棚内温度

温度，植物生长三要素之一。每种植物都用自身生长的最低温度、最适合温度、最高温度。温度超过其最低温度时，植物开始生长；温度在最适合的范围内，植物生长发育良好；温度超过最高温度时，植物就会逐渐死亡。气温同时也会影响土壤温度，土壤温度又会影响植物根系的生长发育。气温也直接影响了植物的新陈代谢强度和蒸腾的强度。

检测装置：温度传感器

响应装置：加热装置：电热丝/电阻等，模仿温室大棚的供热装置

            散热装置：风扇

3。2  棚内光照

阳光，植物生长三要素之一。植物的光合作用需要充足的阳光。但是，如果光照强度超过光照饱和点，光照强度再增加，光合作用将不再进行。如果光照强度过强，就会破坏原生质，引起叶绿素分解，使细胞失水过多而使气孔关闭。光照强度过弱时，光合作用制造有机物质比呼吸作用消耗的少，植物将停止生长。只有光照强度能够满足光合作用的，才能使植物正常生长。

检测装置：光照传感器

响应装置：补光灯/LED灯，模仿温室大棚补光装置

3。3  土壤湿度

水，植物生长三要素之一。土壤湿度非常重要，它了决定植物的水分供应状况。土壤水分不足就会使得土壤干旱，光合作用不能正常进行，降低作物产量和质量。土壤严重缺水植物就会死亡。土壤水分过高，将会恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长受到阻碍，从而影响植物的正常生长。土壤水分的多少还影响了土壤温度的高低。