【《基于单片机的现代温室大棚智能控制系统设计》11000字(论文)】.docx
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1、基于单片机的现代温室大棚智能控制系统设计摘要本设计基于STM32温室大棚系统的设计与实现,以STM32单片机为控制核心,通过温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器、蓝牙模块、继电器等模块所组成的系统,可以实时检测大棚温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等数据,并将其通过蓝牙模块发送至手机APP实时显示。通过手机上的APP可以实现对土壤浇水的继电器、调节室内空气的风扇的继电器和灯光补光的继电器进行实时控制。利用单片机技术对周围环境监测采集的数据进行处理以实现对现代温室大棚内各项参数的自动化控制,体现了其具有深远的意义和实际应用价值。关键词:STM32;温湿度传感器;APP;调控系统;环境监测目录第一
2、章绪论11.1 课题研究背景与意义11.2 温室大棚系统的发展11.2.1 国外温室大棚发展现状及趋势11.2.2 国内温室大棚发展现状及趋势21.3 主要研究内容3第二章方案设计42.1 系统需求分析42.2 系统功能设计42.2.1 大棚数据样本采集42.2.2 环境参数的测定与调控52.3 系统设计原则52.4 总体方案设计5第三章温室大棚系统硬件设计73.1 单片机的选用及介绍73.2 温湿度检测电路设计83.3 光照检测电路设计83.4 继电器控制电路设计93.5 二氧化碳浓度检测电路设计93.6 蓝牙通信电路设计10第四章温室大棚系统软件设计114.1 设计思路114.2 编译环境
3、及语言114.3 总体流程设计124.4 手机APP设计124.4.1 系统开发流程134.4.2 系统操作流程设计13第五章调试及分析145.1 硬件调试145.2 软件调试145.3 整体调试15第六章总结与展望16参考文献17附录18第一章绪论1.1 课题研究背景与意义现如今,社会的发展速度愈来愈迅捷,无论是人们的人均收入还是总体经济水平与以前相比,皆得到了阶跃式的上升,,在这种背景下,人们对各项食品提出了更加严苛的要求。而且一些当季的农产品,已经无法与人们日渐多元化的需求相吻合,这意味着人们对产品的品质要求比以前更高。为了解决这项难题,需要强化产品的供应力度,使得产品的质量可以得到有力
4、的保障。站在智能温室大棚的角度来进行分析,这是解决问题时非常有效的一种方案,身为一类较为新颖的设施,可以对温湿度等影响因素进行控制,最终达到产量多、质量高的目标。不但如此,其亦能为作物提供十分理想的种植环境,令环境对作物生产时带来的不利影响可以有所降低,最终使其不会受到季节的限制,为整片市场源源不断的供给蔬菜。需要注意的是,以往较为普通的温室大棚有着不尽如人意之处,譬如说自动化的程度很差,而且调控能力不够出色,很多调节工作亟需工作者们手动进行,这很可能会带来一定的误差。为了解决这种弊病,可以充分的采用计算机与电子技术,将这些技术与农业知识融合起来,最终达到自动化、智能化的工作目标,使得种植过程
5、能够更加的科学化。以农业生产的角度来作为切入点,整个领域与我国的经济发展有着密不可分的联系,通过不到全球7%的耕地来对趋近全球22%的人口进行供应,其是否具备着较高的稳定性与社会发展息息相关。需要注明的是,在工业化等因素带来的影响下,各类污染现象层出不穷,一些耕地资源开始受到不利的影响。并且人口总数仍在不断缓慢增加,使得农作物生产行业受到了巨大的挑战。为了应对这项挑战,往往需要采用可行性较高的技术来解决问题。而温湿度等参数会对作物的生长带来明显的影响,在此次设计中,本人以STM32为基础,来完成一系列的处理工作,接着根据实验结果,令系统可以顺利的实现目标。1.2 温室大棚系统的发展1.2.1
6、国外温室大棚发展现状及趋势在持续发展的过程中,科技的水平正朝着更高的方向逐步迈进,与之相关的微型计算机技术得到了充分发挥的空间,在整个农业生产领域上效果显著。上个世纪末期,一些经济优渥、技术先进的发达国家,比如说美国等,便将研究的重心汇集到了基础设施农业环境的优化中,基于此,来通过较低的收入实现较高的产出。该国便采用了上文所述的微型计算机技术投入到了实践工作之中,历经了许多年的发展,其技术已经愈来愈完善,尤其是在温室种植技术方面有着得天独厚的优势。从上个世纪四十年代伊始,该国便创建出了全球第一座“人工气候温室”。能够对温度进行监控,而且被其他国家纷纷效仿。比如说,以色列等国家便以此为基础,决定
7、对“温室集控化生产”进行深入的研究,实现了温湿度等参数随着具体的情况来自动调节的目标,能够与自动化的控制需求相契合。将时间追溯至上个世纪的六十年代,在彼时,日本处于温室种植技术领域得到了显著的突破,朝着结构化以及大型化的方向不断的发展,而且在温室系统的研究结束以后,能够在实用性以及控制性方面都取得优异的成果。在上个世纪七十年代末期,该国设计出了以微型计算机作为基础的系统。对于各类不同的农作物而言,考虑到发育期间的差异,需要的条件也不会完全一致,该国针对生长最优条件予以控制,取得了良好的成果。在最近这些年以来,以色列也对温室大棚控制系统进行了剖析,学者们经过了夜以继日的研究之后,拟定出了一种将硬
8、件和软件糅合在一起使用的控制技术,其具备着较高的自动化特征,对于自身国家的农业发展带来了积极的作用。能够在24小时的状态投入到工作中,而且按照光照情况的差异,完成对天窗的自动调节,充分的运用了弥雾降温技术来进行调控,完成降温等工作,而且速度非常快,效率十分的出色。用在七十年代左右,不少西方国家在此领域进行了探索,这也使得基础设施农业发展被推向了高峰。在上个世纪八十年代,荷兰是全世界第一个研究大棚自动化控制系统的国家,伴随着研究进程的深入,最终构建了非常全面的控制系统,这项系统的重中之重便是能够实现人机交互的功能。在界面中,广大使用者们能够对相应的设备进行调节,基于此,来对涉及到的参数予以整改。
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