Мікропроцесорна система моніторингу мікроклімату у біоконтейнерах

Abstract

різного типу: рослинних камерах, тераріумах для утримання рептилій та вуликах для бджільництва. Досліджено архітектуру системи на базі мікроконтролера STM32F446RE, що включає комплекс датчиків температури, вологості, CO₂, освітленості та ваги. Розроблено триконтурний каскадний ПІД-регулятор з нечіткою корекцією коефіцієнтів для адаптивного управління мікрокліматичними параметрами з урахуванням специфічних профілів різних типів біоконтейнерів. Реалізовано модуль бездротової передачі даних на основі протоколу Zigbee 3.0 для формування розподіленої mesh-мережі моніторингу. Запропоновано методику калібрування сенсорів та компенсації похибок вимірювань в умовах підвищеної вологості та хімічно агресивного середовища. Результати досліджень підтверджують точність вимірювання температури ±0,3°C, відносної вологості ±1,5% та концентрації

types of biocontainers, including plant growth chambers, terrariums for reptile housing, and beehives. The system architecture based on the STM32F446RE microcontroller is investigated, incorporating a sensor suite for temperature, humidity, CO₂, illuminance, and weight. A three-loop cascade PID controller with fuzzy coefficient correction has been developed for adaptive microclimate management, accounting for species-specific environmental profiles across different biocontainer types. A wireless data transmission module based on the Zigbee 3.0 protocol is implemented to form a distributed mesh monitoring network. A sensor calibration methodology and measurement error compensation under high-humidity and chemically aggressive conditions are proposed. Research results confirm measurement accuracy of ±0.3°C for temperature, ±1.5% for relative humidity, and ±25 ppm for CO₂ concentration, meeting the requirements of precision agriculture, terrarium keeping, and apiculture.