基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计
基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发
引言
随着现代农业的发展，温室大棚在农业生产中发挥着越来越重要的作用。温室 大棚能够提供适宜的土壤和气候条件，使得农作物可以在不同的季节正常生长。 然而，温室大棚的环境条件对农作物的生长有着至关重要的影响。为了确保农 作物的高产和优质，需要对温室大棚的环境进行智能控制，包括温度、湿度、 光照等因素。
3.实用性：系统的设计和实现均考虑到实际应用场景，使得操作简单便捷。系 统的能耗较低，适于在电池供电条件下长时间运行。
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关键词：
1、STM32单片机：STM32系列单片机是意法半导体公司推出的一款基于ARM Cortex-M内核的32位单片机，具有高性能、低功耗、易于开发等特点。
2、温室大棚：温室大棚是一种用于农业生产的高效设施，可以为农作物提供 适宜的生长环境，通过控制光照、温度、湿度等因素，提高农作物的产量和品 质。
2、传感器选择：传感器是监控系统的核心部件，直接影响着数据的准确性和 系统的稳定性。温室内需要监测的温度、湿度、光照等参数，选择相应的传感 器进行数据采集。
3、电路设计：电路设计是系统开发的重要环节，需要考虑各模块之间的接口 和连接方式，保证系统的稳定性和可靠性。
程序开发：
1、初始化程序：初始化程序主要用于配置STM32单片机的引脚、时钟等基本 参数，以及初始化传感器等外设。
基于STM32单片机的温室大棚监控系统 开发
基本内容
随着现代农业的发展，温室大棚在农业生产中发挥着越来越重要的作用。为了 提高温室大棚的产量和效益，监控系统的应用逐渐成为一种趋势。本次演示将 围绕基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发，介绍该系统的背景、意义、 关键词、系统设计、程序开发、系统调试、系统应用和结论。
2、用户反馈：用户反馈是评价系统优劣的重要标准。在实际应用中，用户对 温室大棚监控系统的稳定性、可靠性、实用性等方面给出了较高的评价。例如， 有用户反映该系统能够根据环境参数自动调节温室设备，大大减轻了他们的劳 动强度。
基于STM32的智慧农业大棚系统设计
STM32单片机
STM32单片机是一种先进的32位微控制器，被广泛应用于各种嵌入式系统中。 它具有高性能、低功耗、易于开发和维护等特点，适用于各种环境下的高效数 据处理和控制任务。在温室大棚控制系统中，STM32单片机可以作为主控制器， 负责采集和处理各种传感器数据，根据预设算法实现对环境因素的调控。
（2）传感器和执行器的选型和接口设计：根据大棚环境因素的监测和控制需 求，选择适当的传感器和执行器型号，并设计相应的接口电路。
（3）数据传输模块的设计：根据实际需要，可以采用有线或无线方式进行数 据传输。如有线传输可选用RS485或CAN总线等方式；如无线传输可选用 Zigbee、NB-IoT或LoRa等技术。
总结本次演示所述，基于STM32的智能农业大棚系统设计具有以下优点：
1、使用STM32作为核心控制器，数据处理能力强，适用于各种复杂的控制场 景；
2、系统结构完整，包括数据采集、处理、控制和反馈等环节，能够实现对大 棚环境的实时监测与控制；
3、电源模块稳定可靠，可适应 各种环境下的电源供给需求。
引言：
随着科技的不断发展，智能化技术逐渐应用于各个领域，其中智慧农业也是其 中的一个重要方向。智慧农业是指通过物联网、传感器、云计算、大数据等先 进技术，实现农业生产的智能化、精细化、高效化和可视化。智慧农业大棚系 统作为智慧农业的一个重要组成部分，可以对大棚内的环境因素进行实时监测 和控制，提高农作物的产量和质量，
系统设计
1、硬件设计
基于STM32温室大棚控制系统的主要硬件包括STM32单片机、各类传感器（如 温度、湿度、光照强度等）、执行器（如通风机、遮阳帘、加湿器等）和人机 界面等。传感器和执行器与STM32单片机之间通过串口或I2C通信进行数据传 输和控制操作。同时，为了方便用户的使用，系统还设计了友好型的人机界面， 用于实时显示传感器数据和执行器状态，以及远程控制温室大棚的环境因素。
基于单片机的温室大棚自动控制系统毕业设计论文
毕业设计论文基于单片机的温室大棚自动控制系统【摘要】本系统由单片机STC89C52、温度检测电路、湿度检测电路、光照度检测电路、键盘扫描电路、时钟电路、传感器电路以及继电器控制电路等部分组成。
系统采用STC89C52单片机，功能强、功耗低、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等特点。
论文完成了以STC89C52单片机为核心对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的阐述。
该系统对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。
克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。
【关键词】单片机、湿敏传感器、数字温度传感器、光敏电阻、继电器控制。
目录1.绪论 (5)1.1选题背景 (5)1.2国内外的发展现状 (5)1.3课题内容、目的及思路 (5)1.4设计过程及工艺要求 (5)2.方案的比较和选择 (6)2.1湿度传感器的选择 (6)2.2温度传感器的选择 (7)2.3光照度传感器的选择 (8)3系统的总体设计 (9)3.1确定系统任务 (9)3.2系统的组成和工作原理 (9)3.3元件的特性 (12)3.3.1 STC89C52特点 (12)3.3.2AD0804特点 (13)4.电路设计 (13)4.1湿度测量电路 (13)4.2温度测量电路 (14)4.3光照度测量电路 (15)4.4数据显示电路 (15)4.5复位电路 (16)4.6键盘电路 (16)4.7继电器控制电路 (17)5.软件设计 (18)5.1主程序流程图 (18)5.2.参数测量子程序流程图 (20)5.3.键盘扫描子程序流程 (20)6.总结.................................................................................................................................. 错误！未定义书签。
基于单片机的温室智能监控系统设计
基于单片机的温室智能监控系统设计[摘要]本文设计了温、湿度智能控制系统。
介绍硬件、软件流程图和rs-485通讯网络。
附属设备主要负责收集数据、显示和发送数据到主机。
当参数超出阈值，设备运行同时发送报警信号。
核心设备经rs-485接收数据，存储数据到数据库，然后以曲线图的方式显示。
实验表明本系统具有很好的可扩展性、宽测量范围和强抗干扰特性。
[关键词]温室，监控系统，scm，通讯网络中图分类号：th 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）22-0213-011、简介随着科技进步和人民物质生活水平的提高，设施农业农业生产方式开始由传统分散小规模生产转变为集中大规模农业机械化生产。
智能化温室开始成为未来农业的发展趋势。
现代温室的自动化条件需求和信息系统的智能控制引起越来越多的关注，如何使用控制系统提高温室环境控制精度是目前重要的课题。
为了解决上述问题，根据温室结构分布情况和作物生长特征，运用智能控制算法，本文设计了一种基于微控制器的温度和湿度监控系统。
系统涉及多点温度和湿度数据获取、数据处理和数据显示。
整个系统易于操作，可扩展性强，具有很高的实用价值。
2、系统的工作原理本文设计的温室控制系统具有高精确度、高动力学特性和高稳定性的特点。
包含三部分：主机、附属设备和数据通讯网络。
主机选用工业型计算机，它的功能主要是参数设定、数据存储、数据处理和数据管理。
附属设备是控制部件，控制器是at89s51型单片机，实现监控功能并且在主机断电情况下仍能独立工作。
主机和附属设备之间的通讯总线是rs-485。
当系统上电时，附属设备开始工作。
操作人员首先用键盘设置系统的温度和湿度范围。
主机发送控制参数到附属设备，附属设备利用传感器执行数据检测和数据收集，得到农田内的环境参数并发送到主机。
具体过程是scm系统分别通过温度传感器和湿度传感器检测温度和湿度，并且和设定值比较。
如果温度和湿度超过了设定阈值，单片机系统输出指令使相连接的元件执行动作。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计【开题报告】
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的温室大棚温度控制系统设计专业：电子信息工程1选题的背景、意义国内对温室环境控制技术研究起步较晚。
自20世纪80年代以来，我国工程技术人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究[1]。
实践证明，单因子控制技术在保证作物获得最佳环境条件方面有一定的局限性。
1996年江苏理工大学研制出一套温室环境控制设备，能对营养液系统、温度、光照、二氧化碳施肥等进行综合控制，在一个150M2的温室内，实现了上述四个因子的综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果[2]。
近年来，在国产化技术不断取得进展的同时，也加快了引进国外大型现代化温室设备和综合控制系统的进程。
这些现代温室的引进，对促进我国温室计算机的应用与发展，无疑起到了非常积极的推动作用。
[3]可以看出我国温室设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
但是，大部分不够理想。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与欧美等发达国家相比，存在较大差距，尚需深入研究[4]。
温度、湿度作为温室的重要因素，它们是非常重要的物理量，温度、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们通常使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
即使有些用户采用半导体二极管作为温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。
在某些行业中对温湿度的要求较高，由于温度过高或过低引起的元器件失效或由于环境湿度过高而引起的事故时有发生，对系统的可靠运行造成影响，甚至危及到系统局部及操作人员的安全[2]。
所以实施对温度的监控也日显重要。
本课题只要采用51单片机对蔬菜大棚中温度、湿度的数据进行采集、测量和控制[5]。
基于单片机温室大棚智能监测系统设计
第4脚：RS是寄存器选择端口，高电平是数据寄存器的选择，低电平是指令寄存器的选择。
第5脚：R/W为读写数据线，高电平为读操作，低电平为写操作。假如RS和R/W同一时间均是低电平，便可以写入指令或者显示地址。
图2-3单片机AT89C51的时钟电路图
1.5复位电路设计
单片机的初始化运作是复位，在RST复位端上外加两个机器周期可使单片机复位。复位电路通常采用两种方式自动复位和复位按钮。电源由电容C添加到复位端短的高电平信号，信号逐渐下降与VCC电容C充电时间RST充电过程，在这一高度的持续时间取决于电容C。因此，为了保证系统能够可靠地复位，在EST引脚高水平必须保持足够长的时间。有两种类型的复位方式，手动按钮和水平脉冲复位。复位电路如图2-4所示
3.调研的目的
在工业设计、农业生产、国防安全等行业，环境参数的监测都有着非常广泛的实际应用。因为使用的环境不同、采集的参数不同，其系统设计也有着很大不同。在现代实际生活和发展中这一系统的应用十分广泛，温度和湿度是室温大棚环境检测系统中两个举足轻重的显示和判断指标，需要对温度和湿度进行定期的抽样检测和分析，从而采用合理的方法进行应对。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)，也是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：
P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INT0(外部中断0) P3.3 INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0外部输入) P3.5 T1(记时器1外部输入) P3.6 WR (外部数据存储器写选通) P3.7 RD (外部数据存储器读选通)
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计随着科技的发展和人工智能的应用，农业大棚智能监控系统已经成为农业生产中不可或缺的一部分。
这个系统可以帮助农民监测植物生长环境的各种参数，辅助农民进行农作物的及时管理和调控，提高生产效率和质量。
在这篇文章中，我们将介绍一个基于单片机的农业大棚智能监控网络系统的设计，以及它的工作原理和应用前景。
一、系统设计概述1）系统功能基于单片机的农业大棚智能监控网络系统通常包括环境监测模块、数据传输模块、数据处理模块和用户界面模块。
系统的功能主要包括：- 监测大棚内温度、湿度、光照等环境参数；- 基于传感器数据，实时分析大棚内环境的变化；- 控制通风、灌溉等设备，实现远程操控；- 数据传输和存储，实现数据的远程监控和管理；- 用户界面的设计，便于农民远程监控和管理。
2）系统组成系统主要由传感器、单片机、无线通信模块、执行器等组成。
传感器用于采集环境参数数据，单片机负责数据处理和控制，无线通信模块用于数据传输和远程控制，执行器用于执行控制指令。
3）系统优势相比传统的农业生产方式，基于单片机的农业大棚智能监控网络系统具有以下优势： - 实时监测：可以实时监测大棚内的环境参数，及时发现和解决问题；- 远程控制：农民可以通过手机或电脑远程控制大棚内的设备，方便灵活；- 数据分析：系统可以通过数据分析，为农民提供决策参考；- 节约成本：降低人工成本和资源浪费，提高生产效率和质量。
二、系统工作原理1）传感器采集数据传感器负责采集大棚内的环境参数数据，包括温度、湿度、光照等。
不同类型的传感器可以满足不同的监测需求，比如温湿度传感器、光照传感器等。
2）单片机数据处理单片机负责接收传感器采集的数据，并进行处理和分析。
单片机可以根据预设的环境参数范围，判断当前环境是否符合要求，如果不符合要求，可以发出报警或控制指令。
3）无线通信模块传输数据单片机处理后的数据通过无线通信模块传输到远程监控中心或用户手机、电脑上。
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1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。
随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加，智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。
当前，传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求，而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。
传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制，往往无法实时监测温室内外环境的变化，导致温室作物生长过程中出现问题。
设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。
通过引入单片机技术和传感器技术，智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制，如温度、湿度、光照等。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制，为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。
研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。
通过研究，旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度，提升温室作物的生产效率和质量。
具体目的包括：1. 设计一套智能温室大棚系统，实现温室环境监测、控制和调节功能，实现对作物生长环境的精细化管控；2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法，确保系统的稳定性和可靠性；3. 开发相应的软件模块，实现对温室大棚的智能控制，包括自动化灌溉、通风、照明等功能；4. 测试系统的性能，评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性；5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段，推动农业现代化发展，提升粮食生产能力和质量。
1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面：智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。
通过智能温室大棚系统，我们可以实现精确的环境控制，包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节，从而为作物提供更适宜的生长环境。
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计随着农业现代化的发展，大棚种植已经成为我国农业的重要组成部分。
为了提高大棚种植的生产效率以及产品质量，人们开始引入先进的技术来实现大棚的智能化管理。
本文将讨论基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计，通过单片机技术实现大棚环境监测、自动控制和数据远程传输，以实现对大棚环境的实时监控和精准管理。
一、系统设计概述随着信息技术的不断发展，农业大棚监控系统已经不再局限于传统的人工管理和简单的自动控制，而是向智能化、网络化、自动化方向迈进。
基于单片机的农业大棚智能监控网络系统设计就是要利用单片机技术，结合传感器、执行器和通信技术，构建一个完整的大棚智能监控网络系统，实现对大棚环境的实时监测和精准控制。
二、系统组成1. 硬件组成（1）传感器部分：包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等，用于监测大棚内的温度、湿度、光照强度和土壤湿度等环境参数。
（2）执行器部分：包括风扇、加热器、灌溉装置等，用于对大棚内环境进行控制调节，使大棚内的环境参数保持在适宜的范围内。
（3）单片机部分：作为系统的核心控制器，负责采集传感器信息、控制执行器动作，并通过通信模块与上位机进行数据传输。
2. 软件组成（1）嵌入式控制软件：主要负责单片机的程序设计，实现对传感器和执行器的控制和数据处理。
（2）上位机监控软件：用于实时监测大棚环境参数、远程控制大棚内设备，并对数据进行分析和记录。
三、系统工作流程1. 数据采集：系统通过温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等传感器实时监测大棚内的环境参数，并将采集到的数据传输给单片机处理。
2. 数据处理：单片机对传感器采集到的环境参数进行处理和分析，根据预设的阈值和控制策略，判断大棚内的环境是否需要调节。
3. 自动控制：如果发现大棚内的环境参数超出了预设的范围，单片机将控制执行器动作，调节大棚内的环境参数，使其恢复到适宜的范围内。
4. 数据传输：单片机通过通信模块将实时监测的环境数据和控制结果传输给上位机，实现对大棚环境的远程监控和控制。
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。
基于单片机的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计
基于单片机的蔬菜大棚温湿度智能控制系统设计前言随着我国国民经济的发展,人民生活水平日益提高,尤其是在北方地区的寒冷冬季，仅靠南菜北调的长途运输，不仅成本高，而且延误蔬菜的最佳食用周期，所以大力推广蔬菜大棚温湿度智能控制，事在必行。
随着社会的不断发展，人们生活水平的不断提高，物质需求的增长也不断增加，尤其实在寒冷的北方地区，冬季的蔬菜尤其重要，仅靠南菜北调不仅难以满足日渐庞大的需求，同时也会消耗大量的人力物力，所以蔬菜大棚的管理势在必行。
蔬菜大棚的设计其实就是反季节种植，大棚内部的环境必然与外界环境有很多不同之处，在保证内部温度的同时还要做到湿度的控制，所以蔬菜大棚温湿度智能控制系统是蔬菜大棚设计的首选。
智能系统的设计必须满足对大棚内各部分温湿度数据的检测与控制，保证大棚内温度、湿度、光照的必须条件切误差不能过大，蔬菜大棚的温湿度控制不是线性的，所以系统的延迟性不能过高，否则影响大棚的控制。
结合以上特点，传统的大棚人工控制是落后且浪费资源的，温湿度智能控制系统采用了多点温湿度传感器采集各点数据，首先就保证了数据的准确性，及时性，其次采集信息通过4位数码管显示，方便我们排查干扰条件，当采集条件超过我们预设的最低或最高值时，系统通过报警电路对我们进行及时的数据报警，保证大棚环境的稳定。
这些新技术的发明，为当代人们打开了一个全新的技术领域.1 系统设计功能1.1 蔬菜大棚特点及监控要求分析塑料大棚种植蔬菜是反季节种植,外界环境的变化与正常蔬菜生长发育所处自然环境的变化相反;同时,塑料大棚本身调节环境因素的能力有限,必然导致蔬菜生长发育与环境因素以及大棚内环境因素之间的矛盾难以调和,给生产带来诸多问题。
塑料大棚环境的主要特点是:①塑料大棚的半封闭式结构不利于人工检测棚内各个点的温湿度。
②塑料大棚的半封闭式结构决定了棚内湿度大,湿度过大极易导致病虫害发生。
③棚内环境多变、复杂,光照不足、温度低,同时还存在温差过大等问题,温度过高过低或温差大都不利于蔬菜生长。
基于单片机和TC35i的温室大棚智能监测系统设计
基于单片机和TC35i 的温室大棚智能监测系统设计辛艳辉,袁合才(华北水利水电学院,河南郑州450045)摘要 基于低功耗的单片机AT89C51和短消息通信模块TC35,i 设计了温室大棚智能监测系统。
该系统包括现场采集模块、TC35i 通信模块、远程控制终端。
现场采集模块可以实现对大棚环境的实时监测、显示和存储;远程控制终端和现场信息采集端通过TC35i 模块相互通信,实现了温室大棚的远程监测,有利于农业生产的现代化管理。
关键词 单片机;TC35;i 温室大棚;远程监测中图分类号 TP 274 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2011)13-08093-02Design of the Intelligen tMon itoring Syste m for Greenhouses Based on SC M and TC 35i XI N Yan -hui et al (N ort h Chi na Schoo l o fW ater Conservancy andH ydroe l ectric Po w er ,Zhengzhou ,H enan 450045)Abstract The i ntelli gentm onitori ng syste m for greenhouseswas desi gned based on the lo w power SC M AT89C51and t he shortmessage co m -mun i cati on module TC35.i T his s yste m consi st ed site acq u i siti on module ,t he co mmuni cati on m odule TC35i and t he re mote contro l ter m i na.l The site acqui siti on m odule cou l d be achi eved by t he rea-l tm i e monitori ng ,di splay and storage of t he greenhouse environ men.t The re m otecontro l ter m i na l and the site acqu i sition ter m i na l cou l d co mmunica t e w it h each o t her t hrough the TC35.i The rea liz a tion of the re mote monito -ri ng for greenhousesw as conducti ve to t he modern i zati on manage m ent of the agr i cu l tural production .K ey words Si ng l e -ch i p m i croco mputer ;TC35;i G reenhouse ;R e mote m onitori ng基金项目 河南省教育厅项目(2010B110016)。
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统随着现代农业的发展，蔬菜大棚已成为农业生产的重要设施。
温度是蔬菜生长的重要环境因素之一，直接影响到蔬菜的产量和品质。
因此，设计一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统，对于提高蔬菜生产效率和品质具有重要意义。
本文将介绍一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统的设计思路、硬件选择、软件设计和实现过程。
单片机、蔬菜大棚、温度控制、传感器、继电器、软件设计、硬件选择蔬菜大棚温度控制的重要性不言而喻，适宜的温度能够促进蔬菜的生长，提高产量和品质。
传统的蔬菜大棚温度控制方式往往依赖于人工操作和经验，存在着一定的不准确性和滞后性。
而基于单片机的温度控制系统可以实现对大棚温度的实时监测和自动控制，具有简单、可靠、自动化等优点，能够有效提高蔬菜大棚的生产效率和品质。
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统主要采用传感器采集大棚内的温度数据，通过单片机进行处理和判断，再通过继电器控制加热和降温设备的开关，实现对大棚温度的自动控制。
系统硬件主要包括传感器、单片机、继电器和加热、降温设备等。
传感器选择温湿度传感器，能够同时采集温度和湿度数据，便于对大棚环境进行全面监测。
单片机可选择常见的8051系列单片机，具有成本低、体积小、性能稳定等优点。
继电器选择固态继电器，具有快速、稳定、可靠等优点。
加热和降温设备可根据实际需要选择电暖器或制冷机等。
系统软件主要包括数据采集、处理、存储和输出控制等功能。
软件设计要实现以下功能：（1）实时采集大棚内的温度和湿度数据；（2）对采集到的数据进行处理和判断，根据设定的温度上下限自动控制继电器的开关，实现对加热和降温设备的控制；（3）将采集和处理后的数据存储到存储器中，以便于后续分析和故障排查；（4）提供可视化界面，方便用户实时查看大棚温度控制情况。
在实现过程中，首先需要根据硬件选择和系统需求进行软件架构设计，然后编写数据采集、处理、存储和输出控制等功能的程序代码。
在程序调试过程中，通过不断优化算法和修正错误，逐步完善系统功能。
基于STM32_的智慧农业大棚监测系统设计
第5期2024年3月无线互联科技Wireless Internet Science and TechnologyNo.5March,2024基金项目:大学生创新创业训练项目;项目名称:基于STM32的智慧农业系统;项目编号:SCX23019㊂作者简介:胡建涛(2002 ),男,本科生;研究方向:电气工程及其自动化㊂基于STM32的智慧农业大棚监测系统设计胡建涛,陶表鑫,陈子涵,李仲宇(东南大学成贤学院,江苏南京210000)摘要:STM32主控芯片的智慧农业大棚监测系统,整合了多种智能传感器㊁外围控制装置㊁智能监测应用程序㊁数据处理㊁图像显示以及预警系统,构建了一个综合的智慧监测体系㊂该系统能实时㊁精准地监测大棚室内各项环境参数,以低成本㊁多维度进行环境监测和管理㊂智慧农业大棚系统不仅能为农作物提供最优的生长环境,为现代农业提供针对性㊁适用性强的综合农业服务,还能借助大数据㊁物联网等新兴技术,实现对农业大棚的精准控制,使农业生产更具 智慧 ㊂关键词:智慧农业大棚;STM32单片机;ESP8266;阿里云中图分类号:S24㊀㊀文献标志码:A 0㊀引言㊀㊀全球智能化农业发展迅速,尤其在发展中国家㊂智慧农业市场潜力巨大,正处于快速扩张阶段㊂虽然不同地区的推广程度有差异,市场竞争格局较为分散,但是细分市场正在稳健增长㊂基于STM32的智慧农业系统能够更加高效和科学地管理农业大棚,实现实时监控和快速响应㊂1㊀系统总体设计㊀㊀硬件部分的设计,本系统采用了STM32单片机作为核心控制芯片,有效整合了数据采集模块㊁设备管理模块和数据展示模块㊂终端数据采集系统用STM32单片机作为控制核心,通过各类传感器实时采集大棚的温湿度㊁CO 2浓度㊁光照强度等信息㊂云平台监测中心与终端采集系统建立连接并实现数据传输[1]㊂系统软件设计,基于Keil5进行编程,其中含有数据采集程序㊁智能控制程序㊂基于阿里云联网平台并配置云智能App 实现数据实时显示及远程控制等㊂此外,该监测系统利用Arduino 控制ESP32-CAM 和OV2640,并通过互联网进行远程查看㊂系统整体设计流程如图1所示㊂2㊀系统的硬件设计2.1㊀数据采集模块2.1.1㊀温湿度采集模块㊀㊀本系统采用DHT11类型的数字温湿度感应器㊂DHT11是一种集成了已校准数字信号输出的温度和湿度传感器,能够直接与单片机连接,通过单总线协议与单片机进行数据交换㊂温湿度传感器以其成本低㊁性能稳定㊁响应快速㊁抗干扰性强㊁数字化输出和校准性能高而受到青睐[2]㊂2.1.2㊀光照强度模块㊀㊀在监测光照强度方面,系统采用了BH1750数字光感应器㊂BH1750可以直接提供数字信号输出,简化了和微控制器等数字设备的接口,能够检测环境光强,并通过数字信号输出结果,能够提供高精度的光强测量㊂2.1.3㊀CO 2浓度监测模块㊀㊀系统中的SGP30气体感测器主要用于室内空气质量监测,能够检测多种气体的浓度,包括总挥发性有机化合物和CO 2浓度㊂SGP30具有高灵敏度和精度,能够检测到低浓度的气体㊂传感器提供自动基线校准功能,确保长期运行的准确性㊂2.2㊀数据展示模块2.2.1㊀显示模块㊀㊀系统选用OLED 屏幕作为其主要的数据展示界面㊂OLED 屏幕与传统的LCD 显示不同,OLED 可以自发光,所以不需要背光灯,同时具有更低的功耗㊂OLED 显示屏还拥有非常高的对比度与极高的反应速度,内部的驱动芯片为SSD1306,通信方式为IIC㊂图1㊀系统整体设计流程2.2.2㊀监控模块㊀㊀本系统使用的是一种基于ESP32-CAM芯片的无线监控系统,该系统通过结合ESP32-CAM的Wi-Fi和OV2640高清摄像头㊁Blynk物联网App,不仅实现了远程监控,而且在同一互联网内实现了高速数据传输,显著提升了特定环境下视频画面的质量和稳定性[3]㊂取得自己的公网IP之后,再绑定ESP32-CAM 芯片作为系统的核心,使用OV2640摄像头进行实时视频监控,将捕获的图像数据传送到ESP32-CAM芯片处理后,再通过Blynk物联网App访问已绑定设备的视频流IP并显示㊂如图2所示是由ESP32-CAM 摄像头拍摄的图片㊂在Arduino IDE中为ESP32-CAM设定好Web Server㊂服务器提供了一个可以通过网络访问的接口,用于展示摄像头捕获的图像信息㊂Web Server将在局域网内的某个IP地址和端口上运行㊂确保知道这个地址和端口,因为需要将它们映射到公网IP地址㊂在路由器上设置端口转发,将外部访问到公网IP上的特定端口转发到ESP32-CAM的局域网IP 地址和端口上㊂这样任何发往公网IP特定端口的请求都会被转发到ESP32-CAM中,在DDNS服务上配置域名,指向公网IP地址㊂当公网IP地址变化时, DDNS服务会自动更新㊂完成以上设置,就可以通过域名和公网端口来访问ESP32-CAM实现远程监控,工作过程如图3所示㊂2.3㊀设备管理模块㊀㊀水泵㊁风机㊁阀门和蜂鸣器均由继电器控制,在前面所监测的数据与人为设定的阈值不相等时,由图2㊀由ESP32-CAM摄像头拍摄的图片图3㊀ESP32-CAM工作过程STM32自动控制继电器,再由继电器控制各类设施工作㊂水泵和风机由继电器控制启动与停止;阀门是由舵机模拟控制;蜂鸣器采用电磁式蜂鸣器,在监测设备检测到数值与人为设定值不相符时,蜂鸣器触发系统警报,实时反馈给管理者让其能够有针对性进行相应的调控对策,以促进农作物的最优化生长[4]㊂3㊀系统软件设计㊀㊀本系统在Keil5环境下开发了底层控制软件,覆盖数据收集和智能控制等多个功能模块㊂同时在Arduino的开发环境下控制监视系统㊂同时在生活物联网平台下搭建上位机,主要包括数据实时监测㊁数据处理㊁数据反馈及远程控制等㊂3.1㊀MQTT通信协议㊀㊀MQTT协议是主题订阅与发布的协议,当前设备是应用MQTT协议与阿里云平台进行通信㊂MQTT 是一个针对物联网场景专门设计的通信协议,使用轻量级的发布/订阅方式来传输消息㊂针对低带宽和有限的计算资源进行优化,确保在各种物联网应用场景中都能提供高效的服务[5]㊂这种基于消息队列的协议运用发布/订阅模型,实现一对多的消息传递,有效地减少了应用程序之间的相互依赖,相较于其他协议,其开发过程更为简洁㊂本次设备采用的ESP8266就具备TCP协议栈,能够建立TCP连接,所以,配合STM32代码里封装的MQTT协议,就可以与阿里云平台完成通信㊂MQTT连接需要填写用户ID㊁设备ID㊁设备密码等信息才能登录㊂MQTT协议登录的这3个参数,一般称为设备三元组㊂3.2㊀服务器实现㊀㊀本系统利用MQTT协议连接阿里云服务器,智慧农业大棚设备通过ESP-01S对服务器的主题进行订阅,客户端也对相同的主题进行订阅,当有一方发布消息时,订阅主题的客户端均可收到消息,通过对消息的编码与解析区分不同的命令消息㊂4㊀系统性能测试㊀㊀激活系统硬件后,安装在大棚内的传感器开始监控空气和土壤的温度㊁湿度以及CO2浓度等环境参数㊂并通过ESP-01S通信模块将环境监测数据上传给阿里云平台㊂上传成功后,用户可以打开云智能App或Web端查看监测到的大棚内环境参数信息,手机端云智能App界面如图4所示㊂电脑端展示界面如图5所示㊂网页端展示界面如图6所示㊂采集到的空气的温湿度㊁光照强度和CO2浓度㊁图4㊀手机端云智能App界面图5㊀电脑端展示界面图6㊀网页端展示界面土壤湿度等数据还可以通过OLED屏幕展示㊂OLED 屏幕显示界面如图7所示㊂图7㊀OLED屏幕显示界面此外,用户可通过客户端进行底层设备的控制㊂该系统能够对监测到的数据和用户设定的阈值进行比较㊂若数据超过预定阈值,系统会立即向用户发送预警信号㊂这样用户可以及时了解温室内的环境变化,并迅速采取相应措施㊂同时,该系统还具备自动控制功能,能够操作相关的硬件设备,以调整温室内的生长环境,有利于植物生长㊂测试结果表明,设备可以达到预期效果㊂5 结语㊀㊀本系统实现的功能如下㊂数据采集方面:通过硬件系统中的各类传感器模块进行数据采集,将数据传送给单片机㊂远程控制方面:通过云智能App或者Web端对底层硬件进行控制㊂实时监控方面:采集的数据可在OLED屏幕上展示,也可在App上展示㊂用户可以清晰获知参数在各时间段的变化㊂此系统通过多种传感器模块持续追踪温室内的环境参数,随后通过通信模块将这些数据发送到云端服务器㊂后台管理系统分析并处理接收到的环境监测数据,并且为用户提供数据的可视化展示,根据这些数据对大棚内的各种硬件设施进行管理和控制,使其更加 智慧 ㊂参考文献[1]刘雪超.智慧农业发展背景下物联网技术在设施农业中的应用[J].无线互联科技,2022(4):70-71. [2]付文新,王洪丰.基于STM32单片机和DHT11温湿度传感器的温湿度采集系统的设计与实现[J].光源与照明,2022(3):119-121.[3]吕嫄.基于ESP32-CAM的无线监控小车系统设计[J].科学技术创新,2023(24):1-4.[5]范艺缤.基于物联网的农业大棚监控系统研究[D].武汉:华中师范大学,2019.[6]代爱妮,郭书瑞,王蕊.基于ESP32的智慧农业大棚实验系统设计[J].物联网技术,2023(4):91-94.(编辑㊀沈㊀强)Design of smart agricultural greenhouse monitoring system based on STM32Hu Jiantao Tao Biaoxin Chen Zihan Li ZhongyuChengxian College Southeast University Nanjing210000 ChinaAbstract The STM32main control chip s smart agricultural greenhouse monitoring system integrates a variety of intelligent sensors peripheral control devices intelligent monitoring applications data processing image display and early warning systems to build a comprehensive intelligent monitoring system.The system can monitor various environmental parameters in the greenhouse in real time and accurately and carry out environmental monitoring and management at low cost and in multiple dimensions.The smart agricultural greenhouse system can not only provide the best growth environment for crops but also provide targeted and applicable comprehensive agricultural services for modern agriculture With the help of emerging technologies such as big data the Internet of Things etc.the precise control of agricultural greenhouses can be realized making agricultural production more smart.Key words smart agricultural greenhouse STM32microcontroller ESP8266 Alibaba cloud。
基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计
基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计智能温室大棚监控系统是利用单片机来实现温室环境的实时监测和控制的一种智能化技术。
该系统可以通过传感器感知到温室内的温度、湿度、光照等环境参数，并通过单片机进行数据处理和控制，同时可以通过无线通信模块与外部设备进行远程监控和控制。
该系统的设计主要涉及到硬件电路设计和软件编程两个方面。
硬件电路设计部分主要包括传感器模块、单片机模块、无线通信模块、显示模块和外部控制设备等的选型和连接。
1.传感器模块：选择适合温室环境监测的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，通过模拟信号接口连接到单片机。
2. 单片机模块：选择符合需求的单片机，如8051、Arduino等，对传感器数据进行采集和处理，并通过控制模块对外部设备进行控制。
3.无线通信模块：选择合适的无线通信模块，如蓝牙模块、WiFi模块等，实现与外部设备的远程通信功能。
4.显示模块：选择合适的显示模块，如液晶显示屏、LED等，用于显示温度、湿度、光照等监测数据。
5.外部控制设备：可以选择适当的外部控制设备，如电机、加湿器、灯光等，通过单片机控制模块对其进行控制。
软件编程部分主要包括单片机程序的设计和无线通信协议的开发。
1.单片机程序设计：根据传感器的数据采集方式和处理算法，编写程序实现数据的采集、处理和控制，同时编写相应的驱动程序实现与硬件的连接。
2.无线通信协议开发：根据选择的无线通信模块，开发相应的通信协议，实现与外部设备的数据传输和控制。
此外，在设计过程中还需要考虑系统的可靠性和稳定性。
可以采用数据备份和故障检测等技术来提高系统的可靠性，同时对硬件电路进行合理布局和优化，避免相互干扰和电磁波辐射等问题。
总结起来，基于单片机的智能温室大棚监控系统设计主要包括硬件电路设计和软件编程两个部分，其中硬件电路设计涉及到传感器模块、单片机模块、无线通信模块、显示模块和外部控制设备的选型和连接，软件编程部分需要编写单片机程序和无线通信协议。
基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计
基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计一、本文概述随着现代农业技术的快速发展，温室大棚作为农业现代化的重要标志之一，已经成为提高农业生产效率、实现优质高效农业生产的重要途径。
温湿度作为影响植物生长的重要因素，对其进行有效控制对温室大棚内植物的生长具有至关重要的意义。
传统的温室大棚温湿度控制主要依赖人工经验和手工操作，这种方法不仅效率低下，而且很难实现对温湿度的精确控制。
基于单片机的温室大棚温湿度控制系统的设计研究成为了当前的研究热点。
本文旨在设计并实现一种基于单片机的温室大棚温湿度控制系统，通过自动采集和分析温室大棚内的温湿度数据，实现对温室大棚温湿度的精确控制。
本文首先介绍了温室大棚温湿度控制的重要性和现状，然后详细阐述了基于单片机的温室大棚温湿度控制系统的总体设计方案，包括硬件设计和软件设计。
接着，本文详细介绍了系统的主要功能模块，包括温湿度数据采集模块、数据处理与分析模块、控制执行模块等。
本文对所设计的系统进行了实验验证，并对实验结果进行了分析和讨论。
本文的研究不仅有助于实现对温室大棚温湿度的精确控制，提高农业生产效率，同时也为农业现代化的实现提供了新的技术支持。
希望本文的研究能够为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和借鉴。
二、系统总体设计在《基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计》的项目中，系统的总体设计是确保整个控制系统能够稳定运行并实现预期功能的关键环节。
总体设计主要涉及到硬件和软件两个方面。
硬件设计方面，首先需要选择合适的单片机作为核心控制器。
考虑到系统的实时性、稳定性和成本等因素，我们选择了性价比较高的STC89C52单片机。
该单片机具有高速、低功耗、易于编程等优点，非常适合用于温室大棚的温湿度控制。
除了单片机外，还需要设计外围电路，包括温湿度传感器的选择、信号调理电路、显示电路、报警电路以及执行机构控制电路等。
我们将选用DHT11温湿度传感器来实时监测大棚内的温湿度，通过信号调理电路将传感器输出的模拟信号转换为单片机能够识别的数字信号。
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1. 系统结构设计智能温室大棚系统包括传感器模块、执行器模块、控制模块和通信模块。
传感器模块用于监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数，执行器模块用于控制温室大棚内的通风设备、浇水设备等，控制模块用于处理传感器采集的数据并控制执行器的操作，通信模块用于与外部设备进行数据交换和远程监控。
2. 传感器模块设计传感器模块包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器。
温湿度传感器用于监测温室大棚内的温度和湿度，光照传感器用于监测温室大棚内的光照强度，土壤湿度传感器用于监测植物根系所在土壤的湿度。
传感器模块通过模拟信号将环境参数转化成电信号，并通过单片机进行采集和处理。
执行器模块包括风机、温室大棚内灯光和浇水设备。
风机用于调节温室大棚内的通风情况，灯光用于补充光照或延长光照时间，浇水设备用于定时浇水。
执行器模块通过单片机控制开关来实现对设备的控制。
控制模块采用单片机作为核心控制器，通过采集传感器模块的数据，根据预设的控制策略进行控制执行器模块的操作。
在实现控制逻辑时，需要考虑温室大棚内环境参数之间的相互影响和植物生长的需求，以达到最优的控制效果。
通信模块采用无线通信模块，实现智能温室大棚系统与外部设备的数据交换和远程监控。
通过无线通信模块，可以将温室大棚内的环境参数数据传输至远程监控设备或云平台，实现远程监控和管理。
6. 系统实现本系统的实现基于低成本的单片机STM32F103C8T6，它具有丰富的外设资源和强大的性能，适合用于智能物联网设备的开发。
在系统实现时，需要编写单片机的控制程序，并通过外设模块和传感器模块进行连接和测试，最终实现一个稳定可靠的智能温室大棚系统。
7. 实验效果实验结果表明，智能温室大棚系统能够实时监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数，并根据预设的控制策略进行自动控制，保持温室大棚内环境的稳定性和适宜性。
系统具有较好的稳定性和可靠性，能够满足实际生产的需要。
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。
基于单片机的温室大棚智能监控系统设计
• 6•内燃机与配件基于单片机的温室大棚智能监控系统设计Design of Greenhouse Intelligent Monitoring System Based on MCU王冬梅 WANG Dong-mei;路敬祎 LU Jing-yi(东北石油大学电气信息工程学院，大庆163318)(Academy of Electric Infor^nation Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318, China)摘要：针对温室大棚生产过程中，影响大棚生产的几个关健因素，设计了温室大棚智能监控系统。
本系统主要以单片机为核心，设计基于单片机实现了大棚内温、湿度及其光照量的自动检测、显示、阈值报警、智能化无线传输及启动继电器控制等多功能的温室 环境参数监测控制系统，且系统低成本、低功耗、便携易操作，农户可以轻松了解和控制自家大棚的温度、光照强度、土壤湿度等，从而 实现科学化种植以提高大棚产量，具有一定的实用价值。
Abstract:In view of several key factors that affect the production of greenhouse,the greenhouse intelligent monitoring system is designed.This system mainly uses MCU as the core design based on MCU to realize greenhouse temperature and humidity and illumination automatic detection,display,alarm threshold,intelligent wireless transmission and start relay control and other functions of the greenhouse environment monitoring and control system,low cost,low power consumption,easy operation and portable system,fa r^m e rs can easily understand and control their greenhouse temperature,illumination intensity and soil humidity,so as to realize the scientific planting to improve the greenhouse production,has a certain practical value.关键词：nRF24L01无线传输;GPRS;光照度;湿度Key words:nRF24L01 wireless transmission；GPRS；illumination；humidity〇引言在温室大棚生产中，先进的科学技术越来越重要，温作者简介：王冬梅（1977-)女，黑龙江大庆人，东北石油大学副教 授；路敬祎（1977-)，男，黑龙江大庆人，东北石油大学副教授。
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基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020学科分类号：___________湖南人文科技学院本科生毕业设计题目：基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计学生姓名：胡佳欣学号系部：信息学院专业年级：2012级电子信息科学与技术指导教师：张吉左职称：工程师湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：（手写）二○年月日（手写）目录基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计摘要:在科学技术的推动下，智能温室大棚应运而生，它能让农作物拥有更好的生长环境。
将单片机运用到对大棚内温度、湿度的采集与监控，提出了基于单片机的智能温室监控系统的设计方案。
整套系统由温湿度传感器、AT89C51单片机、声光报警器、显示器等部分组成。
本设计以AT89C51单片机为核心单元，温湿度传感器为测量元件，储存并分析所测量的数据，通过与预设参数的对比，判断是否发出警报。
通过此设计可以实时有效的对农作物生长过程中的温度、湿度进行测量，并能直观的显示出来。
系统克服了人工传统温湿度采集的迟滞性、不准确性等诸多弊端，操作更方便，效率更高。
关键词：单片机；传感器；数据传输；监控系统Design of Intelligent Greenhouse Monitoring SystemBased on SCMAbstract：Under the promotion of science and technology, intelligent greenhouse came into being, it can make crops have better growing environment in the promotion of science and technology, the intelligent greenhouse came into being, it can with a better environment for the growth of crops. The SCM is applied to the collection and monitoring oftemperature and humidity in the greenhouse，a design scheme of Intelligent Greenhouse Monitoring System Based on SCM is put forward. The whole system consists of sensor, AT89C51 SCM, sound and light alarm, display. Comparison of the design AT89C51 microcontroller as the core unit, temperature and humidity sensor for measuring components, connected by single chip computer, storage and analysis of the measured data with preset parameters to determine whether the alarm.Through this design, we can measure the temperature and humidity in the process of crop growth in real time. The system overcomes the disadvantagesof artificial traditional temperature and humidity acquisition, such as hysteresis, inaccuracy and so on, which is more convenient and efficient. KeyWords：SCM; Sensor; Data transmission; Monitoring system第一章绪论课题背景及目的中国自古以来是农业大国，数千年来一直以种植业为主。
地域辽阔、人口众多，市场经济不断发展扩大，居民的生活水平要求达到更高的标准，对于食品安全质量也提出了更严格的要求。
在科学技术的推动下，农业现代化进程越来越快，越来越受到重视，农业科学的应用和研究逐步展开，进而催生了智能温室大棚技术。
智能温室大棚是把智能化操作模式运用到温室种植中，利用高科技的环境模拟技术，调节出农作物最适合的环境参数。
智能温室大棚在现代化农业生产中的占有着很重要的地位，我国的温室大棚产业在整个农业生产上比例不断加大。
目前，在全世界范围内我国的温室面积位居前列，但是这些普通的温室大棚没有技术、设备的支持，当自然灾害来临时，自我抵抗能力很低，不能很好的调节温室内的自然条件参数，智能化程度低，技术含量不高。
究其根本，在于温室大棚缺乏现代化的智能监控调节系统。
在现代农业生产中，往往需要对生产环境中的一些重要参数进行采集和检测。
许多环境条件都在影响着农作物的长势，例如：空气的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等，这些因素都与植物的生长发育密切相关，人们手工的对环境参数进行检测不仅测量不准确，而且不能连续作业，容易造成经济损失，很难达到种植的预期效果，也不利于提高种植质量和规模，信息化程度难以提升 [1]。
智能化温室大棚通过先进的科学技术与管理，运用环境科学、计算机科学、信息处理等技术，能对大棚内环境因素进行实时检测、采集、监控。
结合温室智能监控系统所收集到的参数数据，农作物的自然生长状况，有效的调节温室大棚内的环境条件，使得农作物达到预期的长势，提高产量与质量。
国内外研究状况我国是温室栽培发源地，温室大棚技术运用得最早，在很多年前我国就能利用类似温室覆盖设施来种植各种农作物。
我国的智能温室产业虽然起步落后于欧美等发达国家，但发展迅速。
在种植规模上，我国的温室种植面积排在世界前列。
随着科学技术的不断进步，温室大棚的环境调控方式不断在改进，传统农业转变为现代化农业，逐渐向大型产业化、模块化和多样化的方向发展 [2]。
我国温室规模虽然十分庞大，但是配备有智能监控系统的温室微乎其微。
上世纪八十年代开始，我国开始把将温室大棚结合计算机技术与用到农业发展上，90年代又研发出了温室大棚的控制管理系统，这套系统能对温湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行监测等综合控制。
欧美发达国家在发展智能温室产业中智能化程度很高，温室内温湿度、光强、肥料等都实现了智能调控。
不论是在电子计算机方面，还是将计算机结合到农业栽培上，美国都走在了所有国家的最前面，目前，美国的智能温室大棚种植面积也是最大的，他们拥有发达的硬件设施和先进的栽培技术，综合质量水平很高。
环境控制计算机是用来对影响作物生长的环境因素进行管控。
发达国家的智能温室产业已迈入高科技方向发展，远程无线遥测技术、局域网（互联网）等已在智能温室系统得以实现[3]。
另外还有多个端口连接到网络，通过无线连接等技术，工作人员可以在其他地方通过电子计算机、甚至手持终端对大棚进行监控管理。
在有了智能温室大棚监测系统的基础上，越来越多的发达国家正致力于大棚种植的无人化。
农业的根本出路在于机械化，我们可以设计出智能测温测湿等系统，接下来的一步便是实现大棚内无人化自动机械化操控。
欧美国家的大棚机械化程度很高，不仅仅再是人们繁琐的对大棚内环境进行手工改善，智能机械化大棚能够利用机械化技术，对大棚进行自我调节与操作。
机械臂、机器人越来越广泛地运用到了大棚种植技术中来，敲敲键盘就能控制大棚内的环境条件，这都是机械化的成果，自动喷灌系统，自动化遮阳帘，自动施肥通风甚至自动播种、收割等等，这将是智能自动化温室大棚的趋势[4]。
设计主要研究内容1、研究影响温室内温湿度参数变化的原因，分析调控温室大棚内温湿度参数的方法。
2、根据目前国内外温室大棚的研究成果，利用单片机技术、通信原理、传感器技术、设计编程等，设计出一套基于单片机的智能温室大棚监控系统。
3、详述AT89C51单片机在此设计方案中的工作方式，通过温湿度传感器准确地将温湿度参数测量出来，并将数据记录储存下来。
4、通过与预设的参数值进行对比，当检测到的温度参数超过预先设定的范围时（温度60℃），系统发出声光警报。
5、对设计方案进行模拟仿真。
第二章系统总体设计基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计，分为系统硬件设计部分和系统软件设计部分。
在硬件设计部分中，传感器、单片机、显示屏、报警器等硬件相互兼容，为整套监控系统提供了强有力的硬件支撑。
系统软件设计部分，灵活运用核心硬件单片机的性能及功能，强化各部件的工作流程，编写出一套简单实用的程序，使整套设计系统运作流畅，能基本实现预期功能。
功能设计1、温度传感器和湿度传感器能对温室大棚内的温度和湿度进行实时监测和采集。
2、传感器所检测的数据由单片机进行处理，准确判断参数。
3、数据能直观的显示在显示屏上。
4、控制处理，当所测温度超过60℃时，触发声光警报器。
系统组成及工作原理以单片机为核心单元，运用传感器、通信原理等技术以及电路构成整套设计系统。
选用的主要元器件：AT89C51单片机、SHT10温湿度传感器、LCD1602显示屏、LED、蜂鸣器等[5]。
在系统的软件部分，系统初始化数据收集模块、数据判断模块、LCD显示模块、警报模块，其中，数据收集模块由SHT10温湿度传感器来完成，数据判断模块由预设程序来执行。
通过各硬件之间的正确连接，配合各硬件所设计的软件流程，从而构成了一套基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计。
系统组成如图2-1所示：图2-1 系统的组成系统组成及工作原理：基于单片机的智能温室大棚监控系统是以AT89C51单片机为核心单元，利用温湿度传感器对温室大棚内的温度和湿度进行精确测量，将温度量和相对湿度量的模拟信号转换为单片机可以识别的数字信号并传输到AT89C51单片机中，通过与预设的温湿度参数值的对比，如果所测量的实时温湿度参数超过预设范围（温度60℃），自动触发警报系统，警报装置可发出声光警报，数据参数直观的显示在显示屏上 [6]。