基于树莓派与RS232网络的温湿度监测系统设计与验证：面向精准农业与工业自动化的低成本解决方案

研究人员针对传统环境监测系统成本高、体积大且无线传输不稳定的问题，开发了基于树莓派与Sunrom Model #1211传感器的RS232有线监测系统。通过MAX232 IC实现TTL-RS232电平转换，结合Python-pySerial库实现数据采集，验证显示温湿度精度分别达±2°C和±5% RH。该系统为农业、工业等场景提供了高性价比的模块化解决方案。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，精准环境监测成为农业、工业及气候研究领域的刚需。传统气象站虽精度高但价格昂贵，而Arduino等低成本方案又受限于处理能力与通信稳定性。尤其在农村或工业场景中，无线信号干扰常导致数据丢失，如何构建兼具可靠性、扩展性和成本效益的监测系统成为关键难题。

针对这一挑战，国内研究人员设计了一套基于树莓派2 Model B与Sunrom Model #1211传感器的温湿度监测系统。该系统创新性地采用RS232有线通信协议，通过MAX232 IC芯片实现稳定的电平转换，在保证±2°C温度精度和±5%RH湿度精度的同时，克服了无线传输的固有缺陷。相关成果发表在《Array》期刊上。

研究团队运用三项核心技术：首先利用树莓派GPIO引脚配置串行通信，通过MAX232 IC实现TTL与RS232电平转换；其次采用Python-pySerial库开发数据采集程序，以9600 bps速率读取传感器ASCII编码数据；最后基于NOAA/NWS公式计算热指数(HI)，通过60秒均值滤波提升数据稳定性。

在"结果和验证"部分，系统在印度标准时间13:31至21:31的连续监测中显示：温度波动30-33°C时，相对湿度变化引发热指数显著攀升，最高达危险阈值104°F。与商用HTC-2传感器对比验证显示，该系统温度误差<±2°C，湿度误差<±5% RH。"讨论"部分强调，RS232协议使通信距离突破无线限制，而模块化设计支持CO₂等传感器扩展，特别适合分布式农业监测。

该研究证实了RS232网络在环境监测中的独特优势——在电磁干扰环境下仍保持>15米稳定传输。相比传统方案，系统成本降低70%的同时，通过热指数模型实现了生理舒适度量化评估。未来通过集成LoRa模块与边缘计算，可进一步拓展在智慧农业与工业4.0中的应用场景。