开题报告 武昊

北京石油化工学院

本科毕业设计（论文）开题报告

题目名称：基于GPRS的蔬菜大棚远程监控系统题目类型：论文

学生姓名：武昊

专业：计算机科学与技术

学院：信息工程学院

年级：计122

指导教师：刘建东（教授）

2016 年 3 月 1 日

一、选题背景、研究意义及文献综述

1、选题背景

随着改革开放的进一步深入、农村劳动力转移，大量的农业人口流向城市，接近俩亿农民成为了农民工，城市化进程加快。进入九十年代，我国的蔬菜产业迎来了它的一次新的革命。光能利用率高，越冬能力强，作物病虫害减轻。通过嫁接，作物根系发达，产量成倍提高，极大的丰富了城市居民的菜篮子，同时又鼓起了菜农的钱袋子。但是一家一户零、小、散、乱的生产模式，很难保证蔬菜的品质，近几年出现的蔬菜的质量下降，包括水分不足，甜度不够等都给市民们带来不必要的苦恼。同时，一家一户的生产对市场规律缺乏预见性，很难保证市场供应的同时，又很难规避市场风险。所以大棚种植逐渐成为了主流，随着信息技术和互联网的快速发展，传统的蔬菜大棚管理系统也需要从人工为主的粗放型管理逐步向现代化、信息化的精细型管理转变。而随着低功耗无线通信感器技术、微型传技术等的日益成熟，无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术,在军事、环境、医疗、家居等许多领域具有广阔的应用前景和很高的应用价值。

2、研究意义

近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、等环境因子对作物的生产有很大的影响。现有的大多数温室大棚数据采集通过人工实地记录或者通过有线数据远距离检测记录方式。人工实地记录方式加大了工作量且难以保证数据的实时性和有效性，采用有线数据远距离检测方式容易受地理位置、物理线路和复杂环境因素的影响，具有很明显的局限性在蔬菜大棚的生产管理中，大棚内的环境对蔬菜的生长发育、病虫害的预防等都有重要的影响。长期以来大棚环境检测普遍采用人工方式，这种传统的数据采集方式效率低，效果差，而且容易受干扰，准确性不高。因此，基于GPRS技术的远程检测系统，对于蔬菜大棚的实际生产具有十分重要的意义。

3、文献综述

3.1摘要：

本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况，包括从温室诞生起，美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果，以及国内引进温室技术后，各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿，即该领域的先进技术，如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统

等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素，包括温度、湿度、光照、CO2浓度，以及当下比较适宜的处理办法。

3.2关键词:

温室环境测控;无线电监控;远程监控

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题

1、温室大棚环境检测的方案

1.1检测的总体方案

1.2信号采集前端方案

1.2.1温湿度检测方案

1.2.2门锁检测方案

1.3信号传输方案

1.3.1信号采集设计

1.3.2信号的转换设计

1.4硬件设计

1.4.1温湿度采集电路设计

1.4.2门锁控制电路设计

1.5软件设计

1.5.1窗体显示设计

1.5.2各分模块程序概述

2、信号传输网络设计

2.1无线传输的优势

2.2约定数据传输格式

3、拟解决的主要问题

3.1空气温湿度问题

空气温湿度传感器用于检测设施农业的空气环境温湿度，一般使用的有效温度范围在0～50℃，有效湿度范围在30～90%。大部分安装在温室、大棚或畜禽舍中空气流通较好的遮阳处，一般根据温室、大棚或畜禽舍长度安装1～4个不等，以避免空气流通差导致的局部小气候效应

3.2土壤温度问题

土壤温度传感器用于检测土壤温度，一般使用的有效温度范围在10～40℃（土壤热容积较大，温度变化不是很明显），安装在作物根部土壤中，以测量作物的生长、发育的土壤温度及浇水后土壤的温度变动情况。根据温室或大棚长度安装2～4个不等，安装时根据不同作物根系深度确定埋土深度。

3.3大棚门锁传感器问题

检测门的状态：钢簧管，霍尔传感器，红外传感器；检测人行为：红外传感器，CDD或者CMOS图像传感器，指纹，麦克风，振动传感器，霍尔传感器等，行为主要可以用在特定动作开门或者通过人的触发（振动，红外，霍尔，麦）门锁上电，平时节能状态；第三类就是指纹，视网膜检测，人脸（图像）处理，还有就是手机APP上传感器的动作检测（加速度传感器，陀螺仪等

3、研究步骤、方法

3.1研究步骤：下图以温湿度为例

3.2、研究方法

3.2.1、利用温度传感器可以采集到具体测试点的

温度，测试准确，并通过信号调理电路后传送到

单片机进行数据处理，以短信的形式进行发送。

3.2.2、利用湿度度传感器可以采集到具体测试点

的湿度并校正，测试准确，通过信号调理电路后

传送到单片机进行数据处理，以短信的形式进行

发送。

3.2.3短信系统进行短信处理，并发送和接受。

3.2.4通过控制中心的管理作用，控制大棚内的温度和湿度，使得大棚内温度、湿度达到蔬菜生长的最佳理想环境。

通过上述网络系统的数据检测、短信的传

送，并通过相应的控制系统来实现蔬菜大棚内各点的温度和湿度或不同蔬菜大棚内温度和湿度的控制，较好的完成蔬菜大棚内蔬菜的种植

三、研究工作进度

五、主要参考文献

[1]刘方,栗震霄,我国农业温室控制系统控制模式的研究,农机化究,2008,10:22- 226.

[2]荆坷,张孟杰,李芳,纪建伟,温室控制系统的现状及其发展,农机化研究,2008,5:213-215.

[3]郭庆梁,李永奎,北方温室群环境监控系统的研究,农机化研究,2009,31(8):106一10.

[4]安国民,赵化春,国外设施农业现状与发展趋势,现代化农业,2004(12):34一36.

[5]徐广文等.粮仓温度检测无线传输系统的研究[J].粮食储藏. 2005,(5) :45.

[6]Raul Morais,Miguel A.Fernandes,Samuel G.Matos,Carlos Serodio,P.J.S.G. Ferreira.

AZigBee multi-powered wireless acuisition device for remote sensing applications in puters and Electronics in Agriculture 2002,(62):94~106.

[7]Akyildiz IF,SuW,Sanakarasu Bramaniam Y, eta.lW ireless sensor networks:A

survey[J].ComputerNetworks, 2002,38 (4):393-422.

[8]谷岩.面向C/S 结构的软件中间件的构建方法研究[J].计算机应用与软

件,2003,20(10) :89~90.

[9]郭玉萍,杨一平,杨福营.蔬菜大棚温度湿度传感器检测系统的设计[J] 制造业自动

化,2010,32(12):221~225.

其它参考书: sqlserver、C#开发手册、GPRS网络。

六、系（教研室）评议意见