嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现
基于嵌入式系统的温室环境控制系统设计与实现
基于嵌入式系统的温室环境控制系统设计与实现温室环境控制系统是目前农业中非常重要的一种系统，它的主要功能是通过控制温室内环境的湿度、光照、温度等要素，来实现种植优质农产品的目的。
传统的温室环境控制系统需要人工干预，但是随着技术的不断发展，基于嵌入式系统的温室环境控制系统正在成为越来越受欢迎的选择。
一、嵌入式系统的优势嵌入式系统是一种专门用于特定应用的计算机系统，它通常需要在有限的硬件资源下完成目标任务。
在温室环境控制系统中，嵌入式系统有以下几个优势：1、低功耗。
嵌入式系统能够在低功耗下正常运行，不需要大量的电力支持，从而能够节省能源和成本。
2、高可靠性。
嵌入式系统应用场景的特殊性质使得它需要具备高稳定性和高可靠性，能够在恶劣环境下保证正常运行。
3、体积小。
嵌入式系统集成了大量硬件和软件功能，却能够紧凑地塞在一个小的外壳内，减小了系统的占地面积。
4、低成本。
嵌入式系统的制造成本较低，同时维护成本也较低。
基于以上几个优势，嵌入式系统在温室环境控制系统中将会发挥重要的作用。
二、温室环境控制系统的实现温室环境控制系统的实现分为三个模块：数据采集模块、决策控制模块、执行控制模块。
下面分别进行说明。
1、数据采集模块数据采集模块是温室环境控制系统中最重要的模块，它主要负责采集温室内外环境的各种参数信息，并通过传感器将这些信号处理后发送给决策控制模块。
数据采集模块所需要采集的信息包括温度、湿度、光照强度等多种信号。
这些数据应该在每个采集周期内进行采集，并发送给主控制芯片进行处理。
2、决策控制模块决策控制模块主要负责每个采集周期内的数据处理和分析，并根据处理和分析结果做出最优的控制决策。
其主要流程如下：首先，将采集周期内的温度、湿度、光照强度等信息发送到决策控制模块，然后根据当前环境的实际情况，结合控制策略、环境变量等因素，对温室内外环境进行决策控制。
3、执行控制模块执行控制模块负责将决策控制模块的最优决策实现。
其主要流程如下：执行控制模块需要根据温室内外环境变化情况，执行各种决策控制策略。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业技术的快速发展，温室大棚种植技术已成为提高农作物产量和品质的重要手段。
为了更好地对温室大棚进行管理，提高生产效率，降低人力成本，本文提出了一种温室大棚分布式监控系统的设计与实现方案。
该系统通过物联网技术，实现对温室大棚环境的实时监控、数据采集、远程控制等功能，为现代农业的智能化、精准化生产提供了有力支持。
二、系统设计1. 硬件设计温室大棚分布式监控系统的硬件部分主要包括传感器节点、网关、服务器和终端设备。
传感器节点负责采集温室大棚内的环境数据，如温度、湿度、光照强度等；网关负责将传感器节点的数据传输至服务器；服务器负责存储、处理和分析数据，并向下发送控制指令；终端设备包括手机、平板电脑等，用于用户查看数据、远程控制等操作。
2. 软件设计软件部分主要包括数据采集模块、数据处理与分析模块、远程控制模块和用户界面模块。
数据采集模块通过传感器节点实时采集温室大棚内的环境数据；数据处理与分析模块对采集到的数据进行处理、分析和存储；远程控制模块根据用户的指令，通过服务器向网关发送控制指令，实现对温室大棚的远程控制；用户界面模块提供友好的用户界面，方便用户查看数据、远程控制等操作。
三、系统实现1. 传感器节点布置根据温室大棚的大小和需求，合理布置传感器节点，确保能够全面、准确地采集温室大棚内的环境数据。
传感器节点应放置在具有代表性的位置，如作物生长区域等。
2. 数据传输与存储传感器节点通过无线通信技术将数据传输至网关，网关再将数据传输至服务器。
服务器采用数据库技术对数据进行存储，方便后续的数据处理和分析。
3. 远程控制实现用户通过终端设备登录系统，查看温室大棚的环境数据和状态，根据需要发送控制指令。
服务器根据用户的指令，向网关发送控制指令，网关再通过无线通信技术控制相应的设备，实现对温室大棚的远程控制。
四、系统应用与效果温室大棚分布式监控系统的应用，实现了对温室大棚环境的实时监控、数据采集、远程控制等功能，提高了生产效率，降低了人力成本。
基于嵌入式系统技术的温室环境测控系统
基于嵌入式系统技术的温室环境测控系统摘要：温室大棚是当今全球设施农业的重要组成部分，是现代全球农业发展的重点之一。
它可以在瞬息万变的自然条件下为作物生长人为创造一个适宜的环境。
全球温室种植业的实践经验表明，提高温室的智能控制和管理水平可充分发挥设施农业的高效性。
而我国在温室大棚智能控制方面的应用跟世界发达国家相比还有较大的差距。
目前国内设施温室应用的主要环境变量测控系统大多为国外进口产品，这些产品技术含量非常高，测控效果非常好，但相对价格非常高，通常只被应用于国内少见的大型或高档连栋温室。
少数国产装置无论技术水平还是测控效果均不甚理想，尤其是缺少能够应用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能测控装置。
本文结合当今最热门的嵌入式技术和无线传感器网络技术，并根据目前国内常见中小型日光温室环境控制需求，设计并实现了一套设施农业日光温室智能嵌入式控制系统。
关键词：温室控制，嵌入式系统，设施农业，无线传感器引言随着社会经济的快速增长，现代农业已成为我国农业的发展方向，尤其是随着人口的增长，需求的不断增加，耕地的日益减少，更加促使了农业现代化的快速发展，高投入高产出的现代农业种植理念，使得设施农业成为世界农业现代化的一个重要发展方面，从传统农业向优质高效的现代化农业转变成为我国农业发展历史上新的阶段，设施农业是我国今后较长时期内农业发展的一个主要方向[1]。
设施农业就是一种利用农业工程手段，在农业生产上用改善自然环境的办法，来获得植物最适宜的生长条件的方法，即用人工控制环境因素来满足植物最佳生长条件从而获得最大的经济效益；是科技含量高、高投入、高产出、高效益的集约化生产方式[2]。
设施农业关键作用，就是能解决农业生产若干必须的气候条件，包括光、温、水、气等在匹配上的理想化。
随着科学技术的发展，先进的、尖端的科学技术已逐步应用于设施农业中[3]。
作为现代生物技术和工程技术的集合，设施农业涵盖了建筑、机械、环境、自动控制、品种、栽培、管理、市场等多个领域、多种系统，设施农业中温室工程的建设与发展是都市现代农业发展的重要组成部分，是设施农业发展的高级阶段。
基于嵌入式平台的智慧大棚开发
基于嵌入式平台的智慧大棚开发随着社会科技的不断发展，智慧大棚作为现代农业的新兴产物，受到了越来越多人的关注和重视。
智慧大棚通过嵌入式平台技术，加上传感器、自动控制、智能监测等技术的应用，可以实现对大棚内温度、湿度、光照等环境因素的实时监测和控制，从而提高农作物的产量和质量，降低生产成本，实现节能环保的目的。
本文将从智慧大棚的发展现状和技术原理、嵌入式平台的应用以及智慧大棚开发的关键技术等方面进行阐述，希望能够对相关领域的研究者和开发者有所启发和帮助。
一、智慧大棚的发展现状和技术原理智慧大棚是指利用现代信息技术手段，对温室大棚进行智能化管理，从而提高农作物的产量和质量。
它是农业物联网技术的一种应用，通过传感器网络将大棚内外的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因素采集起来，再通过数据分析、远程控制等手段，实现对大棚环境的动态监测和智能调控。
智慧大棚的核心技术在于嵌入式平台技术，即将传感器、控制器、通信模块等硬件设备集成到一个微型计算机系统中，通过软件程序实现对农业生产过程的全面管理和控制。
智慧大棚的技术原理主要包括传感器采集、数据传输、数据处理和控制执行等几个环节。
传感器采集是指利用各种环境传感器对大棚内外的温度、湿度、光照等环境参数进行实时监测，将采集到的数据通过模拟信号或数字信号的形式传输到嵌入式平台系统中。
数据传输是指通过有线或无线网络将采集到的环境数据传输到远程服务器或云平台上，实现数据的存储和共享。
数据处理是指在嵌入式平台系统中对接收到的环境数据进行处理和分析，通过算法模型进行预测和优化决策，制定相应的控制策略。
控制执行是指利用执行器设备对大棚内的灌溉、通风、遮阳、灯光等设备进行智能控制，从而实现对环境因素的实时调节和优化。
二、嵌入式平台的应用嵌入式平台是指将计算机系统集成到特定的应用领域中，通常采用单片机或微处理器作为核心芯片，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
在智慧大棚中，嵌入式平台主要通过传感器采集环境数据、通过数据传输实现远程监测和控制、通过数据处理实现智能算法的运算和决策、通过控制执行实现对环境设备的智能控制。
温室大棚自动化控制系统设计与实现
温室大棚自动化控制系统设计与实现一、引言随着科技的不断进步和农业发展的需求，现代农业越来越多地依赖于自动化技术。
温室大棚自动化控制系统作为农业自动化的重要组成部分，可以提高种植效率，降低劳动成本，改善环境条件，保障农作物的生长。
本文将介绍温室大棚自动化控制系统的设计与实现。
二、温室大棚自动化控制系统的概念与原理温室大棚自动化控制系统是指利用传感器、执行器、控制器等设备，根据农作物的生长环境需求，自动调控温度、湿度、光照、通风等参数，实现对农作物生长环境的精确控制。
其原理是通过传感器对环境参数进行监测，然后通过控制器对执行器进行指令控制，从而实现对温室大棚环境的自动调节。
三、温室大棚自动化控制系统的硬件设计1. 传感器选择与布置：温度、湿度、光照等环境参数是温室大棚生长的关键因素，因此需要选择相应的传感器对这些参数进行准确检测。
同时，要合理布置传感器位置，尽量避免测量误差和干扰。
2. 执行器选择与布置：根据温室大棚的要求，选择合适的执行器进行控制操作。
比如温度控制可以通过风机、加热器等设备来实现，湿度控制可以通过雾化器，通风控制可以通过开关门等方式实现。
3. 控制器选择：温室大棚自动化控制系统中，控制器起到控制传感器和执行器的作用。
可以选择单片机、PLC等控制器，根据实际需求进行配置和编程。
四、温室大棚自动化控制系统的软件设计1. 数据采集与处理：根据传感器采集到的环境参数数据，进行处理和分析，得出决策结果。
可以使用数据采集协议，如MODBUS等。
2. 控制策略设计：根据农作物的需求和环境参数，设计合理的控制策略。
比如温度过高，可以通过控制风机加大通风量以降低温度；湿度过低，可以通过控制雾化器增加湿度等。
3. 用户界面设计：为了方便用户对温室大棚自动化控制系统进行操作和监控，需要设计一个友好的用户界面。
可以通过触摸屏、远程监控等方式实现。
五、温室大棚自动化控制系统的实现与应用1. 系统搭建与调试：按照设计需求和硬件配置，搭建温室大棚自动化控制系统，并进行连通性测试和功能调试。
农业大棚智能温室监测系统设计方案
农业大棚智能温室监测系统设计方案随着现代化农业的发展，农业大棚建设越来越普及，但是由于天气等客观因素不能完全掌控，农业生产效率难以保证。
因此，农业大棚智能监测系统的应用显得尤为重要。
本文将从以下三个方面阐述农业大棚智能温室监测系统的设计方案：系统方案的设计、硬件和软件的实现及监控效果的实现。
一、系统方案的设计农业大棚是一个相对比较封闭的环境，可以通过解决温度、湿度、光照、二氧化碳等多个环境参数来提高大棚温度、湿度等环境参数的控制，提高种植效率。
因此，为了保障农业生产，设计一个可以全天候监测，记录及分析大棚内不同的环境数据的智能监测系统是可行的。
智能监测系统方案的设计应该包括硬件和软件两个方面。
二、硬件和软件的实现系统的硬件实现主要有传感器、单片机、电源、通讯模块等四个组件。
这些组件分别应用于不同领域，但是通过互相配合，最终形成了一个可有效监测环境变化的系统。
其中的传感器可以实现对于不同环境参数的监测，单片机负责收集传感器获取的数据，并根据实际情况进行控制。
电源则提供系统使用的能量，使得系统能够持续运行。
通讯模块则将数据传输到云端，方便维护以及数据分析，使得用户能够更加便捷地了解大棚内的环境变化。
软件的实现包括了传感器数据管理软件，程序逻辑控制软件，数据分析软件以及信息管理软件。
在实现这些软件的同时，需要考虑数据管理的安全问题。
因此通讯模式的选择成为了考虑的重点。
本系统选择了基于物联网的信号传输方式，使用模数转换器，将传感器检测到的物理信号转化成数字信号，再通过网络传输的方式将这些数字信号发送到云端进行采集分析。
在传输上采用了安全加密技术，以保证数据安全性。
三、监控效果的实现系统能够实现对高温、低温、干燥、潮湿等环境的自动报警，并能够在系统数据分析的基础上，提供对农业大棚的管护建议。
同时，该系统可以通过数据记录等方式，为农业生产前期生产者提供参考，帮助农业生产者更好地进行规划，提高生产水平。
因此，该系统具有较高的实用价值。
嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现
嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现摘要：本文设计实现了一种基于嵌入式的温室大棚远程监控系统，应用无线传感器网络技术，嵌入式技术，结合Windows 远程桌面平台以及手机APP 远程网络监控。
温室现场使用SHT10传感器采集温湿度，并建立基于CC2430的Zigbee无线传感器网络，汇聚节点通过串口向控制器传递信息。
嵌入式控制器使用S3C2440处理器Linux2.6.30操作系统，外接触控屏，主程序采用QT编程，具有良好的人机交互界面。
控制器配置DM9000网卡，能够通过RJ45网孔连接因特网。
手机APP与嵌入式控制器通过PC机服务器建立TCP/IP连接。
PC机服务器负责传递温室内环境信息与手机控制命令，并具有远程监控桌面平台，搭配oracle 数据库，能够存储并查询温室环境信息。
手机APP能够替代触摸屏实现远程实时监测，控制外围执行机构，报警，设置参数等功能。
关键字：温室大棚，嵌入式，远程监控随着我国人民生活品质的不断提高，为满足人们日益增长的需求，设施农业对工业技术的要求越来越高。
设施农业主要是使用各种方式改变作物的生长环境，摆脱自然气候对作物的束缚，提高作物的产量，改善作物品质，提高资源的利用率，达到经济效益的最大化，对提高人们的生活水平具有重要意义。
国外设施农业起步较早，荷兰、法国、英格兰等国家早在十五世纪就有了简易的温室种植作物。
美国是温室应用最广泛的国家之一，多为大型连栋温室；以色列滴灌技术目前仍处于世界领先水平，其大型塑料温室应用十分广泛；荷兰花卉产业尤为发达，其温室应用主要为玻璃温室。
我国温室大棚起步较晚，但是现在发展迅速，温室大棚工程在我国将得到越来越广泛的应用。
嵌入式系统是微处理器时期的产物，被应用于各种不同的对象体系。
嵌入式系统与通用计算机发展道路不通，它是计算机技术，电子技术等多种技术相互结合的产物。
嵌入式的使用在我们的日常生活可以说已经无处不在，并已经远远超过通用计算机数量。
温室环境远程智能监控系统的设计与实现
温室环境远程智能监控系统的设计与实现摘要：根据达州的气候条件，设计了以AT89C52单片机为核心的温室远程智能监控系统。
该系统包括上位机和下位机两部分，下位机主要负责数据的采集、环境的监测与控制；上位机在温室环境远程智能监控系统的辅助下完成对栽培技术管理、环境监控、水肥管理、病虫害管理、查询统计、决策管理、参数配置、设备控制等工作。
实验结果表明，该设计满足了对温室大棚环境远程智能控制的要求，达到了预期的效果。
关键词：温室控制；监控系统；PID控制；传感器；智能监控随着智能控制技术、网络技术和无线通信技术的发展，温室监控的智能化程度也越来越高。
目前我国引进的温室环境智能控制系统大多成本较高，而自行研制的控制系统由于智能控制技术水平不高，加之不同地区的气候条件对温室环境影响很大，所以总体效果不理想[1-3]。
因此，根据达州当地气候条件，结合不同品种蔬菜不同生长阶段对外部环境的要求，开发出与达州当地生产现状相适应的环境智能控制系统是大势所趋。
温室发展具有地域性，达州市地处亚热带北部，气候条件适宜绝大多数蔬菜正常生长。
全市属丘陵山区，低山、丘陵、平坝兼有，农业的多样性、代表性明显，有利于蔬菜新品种种植和高新技术推广以及反季蔬菜生产。
达州地处于川、渝、鄂、陕结合部，是川东北重要的交通枢纽，且背靠重庆大市场，连接西北市场的西安，区位优势明显。
这些条件有利于发展温室大棚蔬菜生产。
基于以上原因，对达州市的温室大棚作为研究对象，研究其智能控制技术，开发结构合理、成本低廉、控制方便、集智能控制和智能决策于一体的温室远程智能监控系统具有重要的现实意义。
1 系统结构目前，温室控制系统中的控制器主要采用单片机（MCU）、工业控制机（IPC）、可编程逻辑控制器（PLC）或现场总线控制系统（FCS）。
采用的通信方式主要有基于RS-232、RS-485、CAN等总线控制模式，基于蓝牙或ZigBee协议的短距离无线通信方式和基于GPRS或GSM的远距离无线通信方式[4-6]。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业科技的快速发展，温室大棚的种植技术和设施不断完善，如何有效管理和监控这些温室大棚，以提高作物生长的效率与品质，已成为当前的重要问题。
针对此问题，本文提出了一个温室大棚分布式监控系统的设计与实现方案。
二、系统需求分析（一）基本需求对于温室大棚分布式监控系统，其主要目标是实时监测温室环境数据，如温度、湿度、光照等，并对环境进行调控以保障作物生长的最佳条件。
因此，系统应满足以下基本需求：1. 实时监测温室环境数据；2. 远程控制温室设备；3. 数据存储与处理；4. 用户权限管理。
（二）技术需求在技术上，系统需要采用可靠的技术方案以实现上述功能。
包括但不限于以下技术：1. 数据采集与传输技术；2. 数据库管理技术；3. 通信网络技术；4. 云计算技术。
三、系统设计（一）总体架构设计本系统采用分布式架构设计，主要由数据采集层、数据处理层、数据存储层和应用层组成。
其中，数据采集层负责实时采集温室环境数据；数据处理层负责对数据进行处理和计算；数据存储层负责存储和处理后的数据；应用层则提供用户界面和操作接口。
（二）硬件设计硬件部分主要包括传感器、执行器、网关等设备。
传感器负责采集环境数据，执行器负责执行控制命令，网关则负责设备之间的通信和数据传输。
（三）软件设计软件部分包括数据采集软件、数据处理软件、数据库管理系统等。
数据采集软件负责从传感器中获取数据，数据处理软件负责对数据进行处理和计算，数据库管理系统则负责数据的存储和管理。
四、系统实现（一）数据采集与传输实现通过使用各种传感器设备，实时采集温室环境数据，如温度、湿度、光照等。
通过无线通信技术将数据传输至数据中心进行处理。
（二）数据处理与存储实现数据处理软件对采集到的数据进行处理和计算，如计算平均值、最大值、最小值等。
将处理后的数据存储在数据库中，方便后续的数据查询和处理。
（三）远程控制实现通过应用层提供的操作接口，用户可以远程控制温室设备，如开启或关闭通风口、调节灯光亮度等。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业科技的快速发展，温室大棚作为农业生产的现代化工具，对于提升农作物产量和品质起着重要作用。
为了实现温室大棚的智能化管理和高效运行，分布式监控系统的设计与实现显得尤为重要。
本文将详细介绍温室大棚分布式监控系统的设计思路、实现方法及其应用效果。
二、系统设计目标温室大棚分布式监控系统的设计目标主要包括：1. 实现温室环境的实时监测，包括温度、湿度、光照等参数；2. 对温室内的设备进行远程控制，如灌溉系统、通风系统等；3. 提高农业生产效率，降低生产成本，实现农业生产的智能化和自动化；4. 确保系统稳定可靠，易于维护和扩展。
三、系统架构设计温室大棚分布式监控系统采用分布式架构，主要由以下几个部分组成：1. 监控终端：部署在各个温室大棚内，负责采集环境参数和设备状态信息，并将数据传输至中心服务器；2. 中心服务器：负责接收监控终端传输的数据，进行数据处理和分析，并将控制指令下发至执行终端；3. 执行终端：接收中心服务器的控制指令，对温室内的设备进行远程控制；4. 通信网络：连接监控终端、中心服务器和执行终端，实现数据的传输和指令的下发。
四、硬件选型与配置1. 监控终端硬件选型与配置：监控终端主要包括传感器、数据采集器、通信模块等。
传感器用于采集温室环境参数和设备状态信息，数据采集器负责将传感器采集的数据进行整合和预处理，通信模块负责将数据传输至中心服务器。
2. 中心服务器硬件选型与配置：中心服务器是整个系统的核心，需要具备高性能的计算能力和数据存储能力。
根据系统规模和需求，可以选择适当的服务器硬件，包括处理器、内存、存储设备等。
3. 执行终端硬件选型与配置：执行终端主要负责接收中心服务器的控制指令，对温室内的设备进行远程控制。
根据实际需求，可以选择适当的执行终端硬件，如继电器模块、电机驱动模块等。
五、软件设计与实现1. 数据采集与传输：监控终端通过传感器采集温室环境参数和设备状态信息，通过数据采集器进行整合和预处理后，通过通信模块将数据传输至中心服务器。
温室大棚的智能测控系统毕业设计
温室大棚的智能测控系统毕业设计该系统主要由以下几个模块组成：1.传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等，用于实时监测温室内环境参数。
传感器将采集到的数据传输到控制器模块进行分析和处理。
2.执行器模块：包括风机、喷灌器、遮阳网等，用于根据控制器的指令自动调节温室内的环境。
例如，当温度过高时，控制器可以通过执行器模块开启风机降温。
3.控制器模块：是系统的核心模块，负责接收传感器传来的数据、进行分析处理并产生相应的控制指令，将指令发送给执行器模块实现寄温室环境的调节。
控制器模块还可以根据农作物的需求和环境的变化，调整控制策略，以达到最优的生长环境。
4.人机交互界面：可以通过手机APP或电脑上的软件进行远程操控和监控温室大棚的状态。
农民可以通过界面了解温室内的环境参数，并做出相应的调整。
该系统的设计需要考虑以下几个关键问题：1.传感器的选择和布局：不同的作物和环境对传感器的要求有所不同，需要根据具体情况选择合适的传感器，并合理布局。
例如，温度和湿度传感器可以放在不同的位置，以获取更全面的环境信息。
2.控制策略的设计：根据农作物的需求和环境的变化，设计合理的控制策略，使温室内的温度、湿度和光照等参数保持在最适宜的范围内。
例如，温度过高时开启风机降温，温度过低时启动加热系统。
3.数据传输和处理：传感器采集到的数据需要传输到控制器进行处理，可以使用有线或无线的方式进行数据传输。
控制器需要对传输来的数据进行实时处理和分析，并根据处理结果制定相应的控制指令。
4.安全性和可靠性的考虑：温室大棚的智能测控系统属于实时的控制系统，需要保证系统的安全性和可靠性。
例如，控制器模块需要有冗余设计，当一个控制器失效时，可以自动切换到备用控制器进行控制。
5.人机交互界面的设计：开发一个友好的人机交互界面，方便农民对系统进行操控和监控。
界面可以显示温室内环境参数的曲线图，并提供相关的控制操作。
总而言之，温室大棚的智能测控系统可以大大提高农作物的生长效率和农民的生产效益。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现随着人们对农业生产的要求越来越高，智能温室大棚系统的设计与实现变得越来越重要。
本文将介绍基于单片机的智能温室大棚系统的设计与实现。
一、系统的功能需求智能温室大棚系统在设计之初需要明确系统的功能需求，主要包括以下几个方面：1. 自动控制温度和湿度，保持适宜的生长环境；2. 监测土壤湿度，为植物提供适量的水分；3. 控制灌溉系统，实现自动灌溉；4. 监测环境光照强度，及时调节遮阳设备；5. 实现远程监控和控制，方便用户对温室大棚的管理。
二、系统的硬件设计1. 单片机选择本系统采用了Arduino单片机作为控制核心，因为Arduino具有体积小、易学易用、扩展性强等特点，非常适合用于嵌入式系统的设计。
2. 传感器系统需要使用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光照传感器来实时监测环境参数。
同时还需要使用电磁阀等执行器来实现自动控制。
3. 通信模块为了实现远程监控和控制，系统中需要加入Wi-Fi模块或者GSM模块，使得用户可以通过手机或者电脑远程监控和控制温室大棚系统。
三、系统的软件设计1. 控制算法设计系统需要根据传感器采集到的数据进行相应的控制，比如根据温度和湿度数据控制通风系统，根据土壤湿度数据控制灌溉系统等。
2. 用户界面设计系统需要设计一个用户界面，用户可以通过该界面实现远程监控和控制，以及查看环境参数的历史数据。
3. 远程通信协议设计系统需要设计相应的远程通信协议，使得用户端设备可以与温室大棚系统进行数据通信和指令控制。
四、系统的实现1. 硬件搭建根据系统的硬件设计，搭建相应的硬件平台，并连接传感器、执行器和通信模块。
2. 软件开发根据系统的软件设计，编写控制算法、用户界面和远程通信协议的相应程序，并上传到单片机中。
3. 调试测试对系统进行调试测试，保证系统的各个功能正常运行。
4. 应用推广将系统推广应用到实际的温室大棚中，实现农业生产的自动化和智能化。
五、系统的优势1. 自动化程度高系统实现了温度、湿度、光照等环境参数的自动监测和控制，大大减轻了人工管理的负担。
基于嵌入式系统的智能农业大棚设计与实现
基于嵌入式系统的智能农业大棚设计与实现近年来，随着科技的不断发展，人们对智能化的需求越来越强烈，传统的农业也不例外。
智能农业大棚作为新型农业生产方式，受到越来越多人的关注。
本文将介绍一种基于嵌入式系统的智能农业大棚设计与实现方案。
一、智能农业大棚的设计需求智能农业大棚的设计需求是多方面的，包括气候环境控制、水肥管理、作物生长监控等方面。
下面分别进行介绍。
气候环境控制：为了获取较好的作物生长效果，大棚内的气温、湿度、光照等环境因素需要得到控制。
而且不同作物对环境的要求也不同，因此控制系统需要支持参数可调，适应不同作物的生长条件。
水肥管理：对于大棚内的作物，水肥管理也是非常重要的。
系统需要能够控制浇水、施肥的量和频率，以达到最佳生长效果。
同时，也需要做好水肥的循环利用和再生利用，以达到资源的节约效果。
作物生长监控：作物在不同生长阶段有不同的需求，系统需要能够对作物的生长情况进行实时监控，并根据不同生长阶段的需求进行相应的控制。
此外，还需要测量作物的生长速度、高度、重量等数据，从而对生长过程进行全面分析和优化。
二、嵌入式系统的智能农业大棚设计嵌入式系统作为一种新型的计算机系统，具有体积小、功耗低、性能高等优点，因此被广泛应用于物联网等领域。
在智能农业大棚的设计中，嵌入式系统也可以发挥重要作用。
嵌入式系统的智能农业大棚设计方案如下：硬件设计：根据上述设计需求，选用传感器来检测大棚内的气候环境和作物生长情况，包括温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器、PH值传感器、生长速度传感器等。
同时，需要选用相应的控制器和执行器，如风扇、加湿器、喷水器等，来实现对大棚内环境的控制和作物的管理。
软件设计：通过嵌入式软件的开发，将传感器检测到的数据实时上传到云平台，并根据同步的天气预报信息和作物生长需要进行实时控制和管理。
同时，开发一套可视化的应用程序，支持用户实时监测大棚内的环境和作物生长，以及对系统进行设置和调控。
基于嵌入式温室环境智能监控系统的设计与实现
（Xi’an University of petroleum, Xi’an 710065, China)
Abstract: The Internet of Things technology will be used as a sustainable and energy-efficient agricultural technology in agricultural production, and will progress with the continuous development of science and technology. In the future, the Internet of Things technology will enable agricultural production to become informatized, networked, and intelligent. By understanding that the development of domestic Internet of Things technology is relatively backward, the technology used in agriculture is even rarer. This design proposes an embedded greenhouse intelligent control system. The system mainly realizes the intelligent monitoring of the greenhouse, collects data in real time and reports the data, controls the equipment to complete the corresponding operations, and finally realizes the intelligent management of the greenhouse.
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现智能温室大棚系统是利用现代科技手段，结合单片机技术、传感器技术及自动控制技术，实现对温室环境的智能监测和自动控制，提高农作物生长的质量和产量。
本文将针对基于单片机的智能温室大棚系统进行设计与实现进行详细介绍。
一、系统结构设计智能温室大棚系统硬件结构设计主要包括传感器模块、执行器模块、单片机模块、通信模块和电源模块。
传感器模块用于监测温度、湿度、光照等环境参数，执行器模块用于控制灌溉、通风、遮阳等设备，单片机模块作为系统的核心控制单元，对传感器数据进行采集和处理，并根据预设的控制策略控制执行器模块实现自动控制，通信模块用于与上位机进行通信，实现远程监控与控制。
系统软件结构设计主要包括嵌入式控制程序和上位机监控程序。
嵌入式控制程序负责单片机的控制逻辑实现，包括传感器数据采集、控制策略实现和执行器控制等功能。
上位机监控程序通过通信模块与单片机进行数据交互，实现对温室环境参数的实时监测和控制，同时具备数据存储和分析功能，可以对历史数据进行回放和分析。
1. 温室环境参数监测功能系统通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器等传感器模块实时监测温室内的环境参数，将数据传输至单片机进行处理，并通过通信模块传输至上位机，实现对温室环境参数的实时监测。
2. 自动控制功能系统根据预设的控制策略，通过单片机实时控制执行器模块，实现对温室灌溉、通风、遮阳等设备的自动控制。
在温度过高时自动开启通风设备；在土壤湿度过低时自动开启灌溉设备等。
3. 远程监控与控制功能系统可以通过通信模块实现与上位机的远程通信，用户可以通过上位机监控程序实时监测温室环境参数的变化，并可以远程控制温室的灌溉、通风、遮阳等设备，实现远程智能化管理。
三、系统实现方案1. 硬件实现方案系统硬件方案采用Arduino单片机作为核心控制单元，通过与传感器模块和执行器模块的连接，实现对温室环境的监测和控制。
通信模块采用Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术，与上位机实现远程通信。
《2024年基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现》范文
《基于单片机大棚温湿度远程监控的设计与实现》篇一一、引言随着现代农业技术的不断发展，对大棚环境的精准控制已成为提高农作物产量的关键因素。
基于单片机的大棚温湿度远程监控系统，能够实时监测并控制大棚内的环境参数，如温度和湿度，从而提高农作物的生长环境。
本文将详细介绍基于单片机的大棚温湿度远程监控系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要包含单片机、温湿度传感器、通信模块、电源模块等部分。
单片机作为核心控制器，负责处理温湿度传感器的数据，并通过通信模块将数据发送到远程服务器。
温湿度传感器负责实时监测大棚内的温度和湿度，通信模块采用无线传输方式，以实现远程监控。
具体设计如下：（1）单片机选择：选用性能稳定、功耗低的单片机，如STC12C5A60S2。
（2）温湿度传感器：选用精度高、响应速度快的数字式温湿度传感器，如DHT11。
（3）通信模块：采用无线通信方式，如GPRS/GSM模块，实现与远程服务器的数据传输。
（4）电源模块：为系统提供稳定的电源，可采用太阳能电池板和蓄电池组合供电。
2. 软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和远程服务器的程序设计。
单片机程序负责采集温湿度数据，处理数据并通过通信模块发送给远程服务器。
远程服务器程序负责接收数据、存储数据、分析数据并下发控制指令。
程序设计流程如下：（1）单片机上电后，初始化各个模块，包括温湿度传感器、通信模块等。
（2）温湿度传感器实时采集大棚内的温度和湿度数据。
（3）单片机对采集到的数据进行处理，如滤波、转换等。
（4）单片机通过通信模块将处理后的数据发送给远程服务器。
（5）远程服务器接收数据，进行存储、分析和处理。
（6）根据分析结果，远程服务器下发控制指令给单片机。
（7）单片机根据控制指令调整大棚内的环境参数，如调整通风口大小、开启/关闭加湿器等。
三、系统实现1. 硬件连接与调试根据设计图纸，将单片机、温湿度传感器、通信模块、电源模块等连接起来。
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》范文
《温室大棚分布式监控系统设计与实现》篇一一、引言随着现代农业技术的快速发展，温室大棚种植已成为现代农业的重要组成部分。
为了提高温室大棚的管理效率和生产效益，本文设计并实现了一种温室大棚分布式监控系统。
该系统能够实时监测温室环境参数，如温度、湿度、光照等，并通过分布式架构实现数据的实时传输和远程控制，为农业生产提供更加智能化、高效化的管理手段。
二、系统设计（一）设计目标本系统的设计目标是为温室大棚提供一个可靠、高效、智能的监控平台，实现对温室环境参数的实时监测和远程控制，提高农业生产的管理效率和生产效益。
（二）设计原则1. 实时性：系统应具备实时监测和传输数据的能力，确保用户能够及时获取温室环境信息。
2. 可靠性：系统应具备高可靠性和稳定性，确保数据传输的准确性和系统的连续运行。
3. 扩展性：系统应具备良好的扩展性，方便后续功能的增加和升级。
4. 易用性：系统应具备友好的用户界面和操作流程，方便用户使用和维护。
（三）系统架构本系统采用分布式架构，包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层。
其中，数据采集层负责采集温室环境参数；数据传输层负责将数据传输到数据中心；数据处理层负责对数据进行处理和分析；应用层负责向用户提供友好的操作界面和远程控制功能。
（四）硬件设计本系统采用传感器节点对温室环境参数进行实时监测。
传感器节点包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，通过无线通信技术将数据传输到数据中心。
同时，系统还配备了控制设备，如电机、阀门等，用于实现对温室环境的远程控制。
（五）软件设计本系统的软件设计包括数据中心软件和用户端软件两部分。
数据中心软件负责接收传感器节点传输的数据，进行数据处理和分析，并将处理后的数据存储到数据库中。
用户端软件提供友好的操作界面，用户可以通过该界面实时查看温室环境参数、远程控制温室环境等。
三、系统实现（一）数据采集与传输实现本系统采用无线传感器网络技术实现数据采集与传输。
嵌入式温室大棚温度自动控制系统设计
[6] 翟浩霖袁单洁.基于窄带物联网的智能温室环境监测系统 设计[J].无线互联科技袁2019袁16渊20冤院157-158.
160
本系统控制核心选用的是意法半导体公司推出
159
农业工程学
的 STM32 系列 32 位的单片机袁 与 51 单片机等 MCU 系统类似袁STM32 在使用时的最小系统应该包括晶振 电路和复位电路遥 复位电路设置了按键复位袁当出现 系统野死机冶或程序野跑飞冶等特殊情况时袁可以利用按 键进行硬件复位遥另外袁STM32 正常工作还需要实时时 钟袁即给中央处理器渊CPU冤提供精确的时钟参数遥在中 央处理器的电路设计中有一个专门为时钟提供电源 的电池袁在停电时保证时钟正常工作袁一般采用 8 MHz 的理人员
服务器
NB-IoT 通讯模块
温度 传感器
电源系统
STM32 主控芯片
加热设备 卷帘机
通风风机
电脑 PC 端
按键系统
报警装置
图 1 系统整体硬件方案
温室大棚自动控制系统分为两级院上层是监控部 分袁 能够同时在 PC 端的网页上和手机端的 App 上实 时监测温室内的温度曰 下层是主控板下位机袁以 STM32 为主控芯片袁负责温度数据的采集尧Smith 预估 模糊 PID 控制算法的执行和对执行机构的控制遥 两者 基于 NB-IoT 物联网模块进行通信袁 实现数据的实时 互联遥 主控板部分接收来自温度传感器的温度数据袁 经过运算和逻辑处理控制加热设备和通风风机实现 室内温度自动调节[4]遥另外袁本系统还具备对棉被卷帘机 的控制功能和温度超限后就地声光报警的功能遥 2 系统主要电路设计 2.1 主控芯片模块
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嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现摘要：本文设计实现了一种基于嵌入式的温室大棚远程监控系统，应用无线传感器网络技术，嵌入式技术，结合Windows 远程桌面平台以及手机APP 远程网络监控。
温室现场使用SHT10传感器采集温湿度，并建立基于CC2430的Zigbee无线传感器网络，汇聚节点通过串口向控制器传递信息。
嵌入式控制器使用S3C2440处理器Linux2.6.30操作系统，外接触控屏，主程序采用QT编程，具有良好的人机交互界面。
控制器配置DM9000网卡，能够通过RJ45网孔连接因特网。
手机APP与嵌入式控制器通过PC机服务器建立TCP/IP连接。
PC机服务器负责传递温室内环境信息与手机控制命令，并具有远程监控桌面平台，搭配oracle 数据库，能够存储并查询温室环境信息。
手机APP能够替代触摸屏实现远程实时监测，控制外围执行机构，报警，设置参数等功能。
关键字：温室大棚，嵌入式，远程监控随着我国人民生活品质的不断提高，为满足人们日益增长的需求，设施农业对工业技术的要求越来越高。
设施农业主要是使用各种方式改变作物的生长环境，摆脱自然气候对作物的束缚，提高作物的产量，改善作物品质，提高资源的利用率，达到经济效益的最大化，对提高人们的生活水平具有重要意义。
国外设施农业起步较早，荷兰、法国、英格兰等国家早在十五世纪就有了简易的温室种植作物。
美国是温室应用最广泛的国家之一，多为大型连栋温室；以色列滴灌技术目前仍处于世界领先水平，其大型塑料温室应用十分广泛；荷兰花卉产业尤为发达，其温室应用主要为玻璃温室。
我国温室大棚起步较晚，但是现在发展迅速，温室大棚工程在我国将得到越来越广泛的应用。
嵌入式系统是微处理器时期的产物，被应用于各种不同的对象体系。
嵌入式系统与通用计算机发展道路不通，它是计算机技术，电子技术等多种技术相互结合的产物。
嵌入式的使用在我们的日常生活可以说已经无处不在，并已经远远超过通用计算机数量。
近年来发展最为迅猛的便是手机产业的发展，可以根据成本与需求为其搭配不同的软硬件。
嵌入式系统被应用在各种产业的各类电子产品中，在人类日常生活工作学习中扮演着重要角色。
1 相关技术1.1无线传感器网络无线传感器网络由多个节点构成，这些节点通常成本较低，体积较小。
这些节点被放置在观测区域各个位置，采集处理观测区域内各个位置信息，并具有相互通信的功能，信息经过各个节点的跳转或者直接发送至汇聚节点或基站，然后这些信息通过有线或者各种无线方式发送至上位机中。
广义的无线传感器网络系统架构如图1.1所示图1.1 广义的无线传感器网络系统架构1.2典型无线传感器模块典型无线传感器模块由传感器模块、处理器模块、无线通信模块构成，其中传感器模块主要负责使用各类传感器采集节点附近数据信息，并负责AD/DA转换。
处理模块即无线传感器模块的CPU，可以嵌入微型操作系统，比如Tiny OS是专们为无线传感器网络裁剪的精简系统。
存储器负责对传感器模块发送过来的数据信息或通信模块发送来的其他节点的数据信息进行存储，由于硬件资源限制，存储功能一般有限，无线通信模块负责收发各个节点的数据信息或者控制命令。
能量供应模块通常为电池功能，负责整个节点的电能供应。
典型的无线传感器网络模块框架如图1.2所示。
图1.2 典型的无线传感器网络模块框架1.3 A/D转换模块TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D 转换过程。
来自外部的11路模拟通道，它们的输入的范围是0-5V。
但是需要下拉一个1.2K的电阻，否则会导致输入信号会波动。
然后TLC2543通过标准四线的SPI口与S3C4510连接，S3C4510没有专门的SPI控制器，所以只需连接到它的四个IO口，并通过IO口来模拟SPI的时序。
如图所示，连接到CS脚且标号为CSad的引脚作为片选端。
在CSad端由高变低时，内部计数器复位。
由低变高时，在设定时间内禁止数据传送和时钟信号的产生；SCLK作为输入/输出时钟端。
其原理图如图1.3所示。
图1.3 TLC2543原理图1.4 嵌入式系统组成嵌入式系统分为硬件部分与软件部分，组成如图1.4所示。
图1.4 嵌入式系统的组成软件部分包括应用软件层与系统软件层，以及中间层。
应用软件层即应用程序，同通用计算机应用程序类似，嵌入式系统中的应用程序可以外接显示屏，同样可以具有图形用户接口，可以支持多线程技术，实现多线程并行。
系统软件层即嵌入式操作系统，又称为内核，如 LINUX、UNIX、μCOSⅡ，负责任不同任务之间的相互协调与调度，分配CPU 使用时间管理设备等。
中间层即硬件驱动层，是嵌入式系统中软件与硬件协调工作的桥梁，是软件与硬件的接口，嵌入式操作系统将应用软件层的应用指令下达至驱动层，通过调用硬件驱动实现对外围设备的驱动，由于中间层的存在，使得软件开发可以与硬件开发脱离，软件开发人员可以直接使用接口调用驱动程序，忽略底层硬件，使嵌入式系统开发更加便易。
1.5 嵌入式处理器嵌入式处理器主要分为以下几类：（1）嵌入式微处理器嵌入式微处理器（MPU）是在计算机通用处理器的基础之上，去除应用不需要的部分，只保留嵌入式应用所需的功能硬件，具有32 位以上处理能力，性能较高，成本较高，但与工控机相比已经降低很大成本，同时可靠性得到更高的保证。
（2）嵌入式微控制器单片机是最典型的嵌入式微控制器(MCU)。
单片机种类繁多，价格低廉，自问世以来一直经久不衰，其片上资源丰富，通常为8 位或16 位，具有较高可编程性，稳定性高，适用于对外围设备的控制，MCU 一直是嵌入式控制工业中的主流。
（3）DSP 处理器嵌入式DSP 处理器（EDSP）是特定用于信号处理的嵌入式处理器，被广泛应用于谱分析、数字滤波等对信号处理要求较高的领域。
ESDP 编译效率高，执行指令的速度远远快于嵌入式微处理器，随着其技术的不断发展，EDSP 被广泛应用于通信等更多领域。
（4）嵌入式片上系统（SOC）嵌入式片上系统（SOC）的主要特点是能够无缝连接硬件软件，系统集成度高，综合性强，通常为具体应用特制专用的，设计开发者不需为所需功能制作焊接电路板，可以通过使用片内硬件描述语言，调用器件库中的各类标准，大大提高了生产效率与系统可靠性。
2 系统总体设计及硬件选型2.1系统总体设计该系统使用多个硬件平台与操作系统，总系统分为无线采集模块，嵌入式中央控制器模块，PC机服务器模块Android手机app模块四个部分，总体设计结构图如图2.1所示。
图2.1 总体设计结构图2.2 系统硬件设计与选型2.2.1 嵌入式中央控制器嵌入式中央控制器使用TQ2440 开发板，如图2.2所示。
开发板应用S3C2440 芯片，ARM9 硬件开发平台，LCD 触摸屏为创群7 寸屏，均采用5V 供电。
Nandflash为256M，SDRAM 64MB，处理器主频400MHZ，能够支持Linux 与Wince 操作系统。
汇聚节点接收到其他节点发送的数据信息后，通过RS232 串口将数据信息传递给嵌入式中央控制器。
开发板上载有DM9000 网卡，具备介质无关接口，其驱动程序可以移植至Linux系统，连接路由器时可以为嵌入式控制器分配IP 地址，经过调试，通过RJ45 网络接口，可以连接上网并与远程服务器通信。
图2.2 TQ2440 开发板2.2.2 PWM控制电路本次设计是利用PWM波来控制电机的转速，其实并不是直接给电机一个信号就直接控制直流电机的转速的，而是通过一个电路经过斩波，整形，放大，加上一个驱动电路构成的。
信号从JP-ZL端输入就OK。
其电路原理图如图2.3所示。
图2.3PWM控制电路原理图2.2.3 其他本系统采用模拟的温室大棚做测试，执行结构包括卷帘、风扇、加湿器、模拟加热装置。
TQ2440 开发板GPIO 口输出电流过小，因此无法驱动外围风扇、卷帘、加湿器等执行机构，故需要使用三极管进行电流放大。
系统外围执行机构均是220V 交流供电，使用继电器控制电路实现弱电对强电的通断控制。
如图2.4所示。
图2.4 外围电器控制3系统软件设计与实现3.1嵌入式控制器开发流程本系统的嵌入式控制器模块开发流程如图3.1所示。
系统开发分为PC 端与嵌入式主板端。
图3.1嵌入式控制器开发流程3.2嵌入式控制器主程序设计该系统的中央控制器采用QT 编写，具有良好的人机交互界面。
农户可以通过LCD 触摸屏选择自动或手动控制外围设备。
控制器采用多线程设计模式，两个线程。
主线程实现人机界面显示，网络查询以及各功能模块控制，线程二负责采集汇聚节点接收数据与TCP 网络连接。
程序流程图如图3.2所示。
其中线程一监听界面各个按键，线程二读取串口数据，每次读取20 位，并建立网络连接。
图3.2 程序流程图3.3 PC机服务器模块本文设计实现的是一套温室大棚远程监控系统，方案为Android 手机APP 对温室大棚嵌入式中央控制器的远程监控，采用 C/S 架构。
从计算机网络与本文选用硬件的角度来看，即是实现网络中两个进程之间的通信，也就是手机app 进程与嵌入式中央控制器主程序进程之间的通信，把手机与嵌入式主板各看成一台通用计算机，要实现这两台通用计算机的通信功能。
在本系统中，要实现手机APP 对嵌入式中央控制器的远程监控，必须在中间建一桥梁，作为server，手机APP 与嵌入式控制器同时作为client 访问该服务器，数据信息与控制指令需经过服务器的中转。
如图3.3所示。
图3.3 服务器中转3.4 手机 APP 模块设计手机APP 通过数据连接上网，采用java 编写，通过Android 下的socket 网络编程实现与PC 机服务器进程的网络通信。
手机APP 功能结构如图3.4所示。
图3.4 手机APP 功能结构图4 系统测试在控制器外接LCD 触摸屏中可以看到各个节点所采集到的温湿度信息，如图4.1所示。
可以在本界面进行自动控制与手动控制的切换，能够通过开关按钮控制模拟温室中的卷帘、风扇等外围设备，在自动控制下，能够设定温室内温度与湿度的目标值，并能够进行数据库查询，并能够生成图像。
图4.1 LCD 触摸屏显示手机端可以成功地控制模拟温室内风扇、卷帘、加湿器等外围设备，并同样具有参数设置的功能；可以设置温度湿度阈值，数据异常时，手机会响铃，即播放mp3。
如图4.2所示。
图4.2 手机端显示与控制图5 结论本系统架构分为无线传感器网络模块、嵌入式控制器模块、PC 机服务器模块、手机APP 模块。
经测试，手机 APP 具有实时监测温室数据信息、控制外围执行机构、报警、设置参数的功能，能够对温室大棚进行监控功能。
温室内数据信息经STH10 传感器采集，经Zigbee无线传感器网络能够发送至嵌入式控制器。