“新农科”背景下 Wi-Fi 控制养殖场投食器研究论文

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　　摘要：本设计是基于STC89C52单片机Wi-Fi远程遥控的投食器。手机端控制软件通过Wi-Fi连接传输指令至投食器端单片机。单片机接收指令后输出对应的逻辑电平给L298N电机驱动模块。电机驱动模块驱动直流电机完成正转、反转和暂停三种动作状态。本设计用于投食箱的饲料投食，具有结构简单、使用简便，对养殖场降低人工成本和提高经济效益有较高的应用价值。

　　关键词：单片机；Wi-Fi远程遥控；投食器；L298N

　　Research on Wi-Fi Controlling Feeder in Farm under the Background of"New Agriculture"

　　LU Yi,LI Jinjie,WU Junfang,SHEN Hualong

　　(Nanchang Business College of Jiangxi Agricultural University,Jiujiang Jiangxi 332000)

　　【Abstract】：This design is based on STC89C52 microcontroller Wi-Fi remote control feeder.The control software on the mobile phone through Wi-Fi connection transmits instructions to microcontroller of the feeder.After receiving the instruction,the microcontroller outputs the corresponding logic level to the L298N motor drive module.The module drives the DC motor to complete three operation states:Forward turn,reverse turn and pause.This design is used for feeding the feed of the feeding box.It has the advantages of simple structure,easy operation and high application value for reducing artificial cost and improving economic benefit.

　　【Key words】：single chip microcomputer;Wi-Fi remote control;feeder;L298N

　　0引言

　　我国畜牧业是在传统的各家各户分散养殖的基础上慢慢发展壮大的，小型养殖场极其普遍。“新农科”背景下，机械化信息化养殖是发展大势[1]，但许多小型养殖场，还是完全依赖人工作业，而造成的这样的原因：(1)成本问题，一些比较专业化的设备造价比较高昂，个人小型养殖场没有足够的资金去购置。(2)专业的设备一般都是要求掌握一定专业技术才能操作，而很多个人养殖场都是由农村农民经营，农民文化水平不高，且学习能力也相对较弱，专业化的操作很难去掌握[2]。

　　本文针对小型养殖场投入资金较少、减少操作专业设备技术的问题，设计了一款基于STC89C52单片机的远程投食器，该设计结构简单，生产成本低，操作简便，非常适合小型养殖场的需求，可以降低小型养殖场对人工养殖的依赖性，进而更好地降低人工成本，提高生产经济效益。

　　1硬件设计

　　本设计投食器的硬件包含了STC89C52单片机核心处理的主控模块、ESP8266无线Wi-Fi模块[3,4]、L298N电机驱动模块和直流电机[5,6]。手机端的控制软件通过设定的IP地址连接至投食器的无线模块，即可发送相关指令给主控模块的单片机。单片机根据接收的指令输出对应的逻辑电平给L298N电机驱动模块，就可以控制直流电机的动作状态。工作原理框图如图1所示。

　　投食器端主控模块的单片机与其外围电路的框图如图2所示。核心处理主控模块的STC89C52单片机通过ESP8266无线Wi-Fi模块可以接收到手机端的控制软件通信时，需要设置串口波特率。单片机外接频率为11.0592MHz的晶振提供时钟信号来获取精确的波特率。ESP8266模块作为一款超低功耗的UART－Wi-Fi透传模块，用于一些方便携带的移动设备和需将物理设备联网的应用设计。采用ESP8266模块的Station+AP默认模式，即可使用互联网通信，也可使用局域网通信，能随意切换网络需求。单片机接收控制软件的指令，进行识别后发送相对应的逻辑电平给L298N电机驱动模块，L298N根据逻辑电平控制直流电机的转动。

　　2软件设计

　　投食器先上电初始化，然后手机端向投食器端发送操作指令。投食器端无线接收和单片机识别指令后，根据指令内容输出对应的逻辑电平给电机驱动模块，从而控制直流电机的动作状态。若指令为开始或暂停，单片机向电机驱动模块发送IN 1=0，IN 2=0的逻辑电平信号，直流电机处于停转状态；若指令为正向投食，单片机就会向电机驱动模块发送IN 1=1，IN 2=0的逻辑电平信号，直流电机就会正转；若指令为反向投食，单片机就会向电机驱动模块发送IN 1=0，IN 2=1的逻辑电平信号，直流电机就会反转。程序流程图如图3所示。

　　3仿真分析和实物设计

　　本文利用Proteus软件进行了仿真分析，并采用并口收发数据，直接读取端口高低电平状态的方法，在单片机的P2.0、P2.1、P2.2分别接入三个按键，三个按键的功能类似于手机端的控制软件上的“暂停”“正转”“反转”。上电稳定后当按下按键1，单片机控制L298N电机驱动模块向直流电机发出IN 1=1，IN 2=0的逻辑信号，使直流电机正转；按键2，发IN 1=0，IN 2=1的逻辑信号，使直流电机反转；按键3，发IN 1=0，IN 2=0的逻辑信号，使直流电机暂停。Proteus仿真分析示意图如图4所示。

　　投食器实物图如图5所示。实物在实际检测中，用手机端的控制软件通过Wi-Fi给单片机发送指令，且再由电机驱动模块向直流电机输出逻辑电平信号，电机相应做出正转、反转和暂停等动作，反应灵敏。

　　4结论

　　本文针对小型养殖场投入资金较少、缺少操作专业设备技术的问题，设计了一款基于STC89C52单片机的无线远程投食器。其通过手机上的控制软件和Wi-Fi无线控制投食器工作。该投食器以STC89C52单片机为主控模块，ESP8266模块为无线控制模块，直流电机用L298N电机驱动模块控制动作状态。

　　设计的投食器，结构简单，生产成本低，操作简便，符合小型养殖场的需求，对降低人工成本，提高经济效益有积极影响。投食器后期还可以增加一些功能，比如增加电子秤模块和视频模块。电子称模块可以实时检测饲料箱的饲料重量，便于用户了解饲料的余量，可及时向饲料箱投放饲料；视频模块可以让用户观察动物的状态，特别是对进食量的观察，可以更好地对投食量地控制。

　　参考文献

　　[1]农业农村部:2025年力争畜牧业机械化率总体达到50%[J].农业机械,2020(3):79.

　　[2]穆庆福.小型养殖场存在的问题和对策[J].甘肃畜牧兽医,2017,47(12):42-43.

　　[3]陈文澄,张辉,张晋滔.ESP8266 Wi-Fi模块在智能小车控制中的应用[J].工业控制计算机,2019,32(7):134-136.

　　[4]严涵婷,杜选,孙添程,等.基于ESP8266的智能家居系统开发[J].电脑知识与技术,2021,17(27):136-138.

　　[5]李奥博.基于最小化单片机系统的设计与创新应用[J].科学技术创新,2019(7):26-27.

　　[6]刘健,李盛.太阳能小车的研究与设计[J].电子制作,2020(23):20-22+25.
 
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