智能农业远程检测控制系统设计
摘 要随着高科技的不断发展，智能控制逐步成为当代数据采集和自动化控制的核心技术，使得传统的仪器仪表和数字测量技术在数据采集方面升华到了一个全新的阶段。在这样的环境下，传统农业也开始向智能农业进行过渡。所谓的智能农业也就是可以根据农作物所需求的生长环境，系统能够随时地进行检控和处理，实现了农业综合生态信息的智能化管理。 本论文主要介绍了基于STC89C52单片机开发的智能温湿度检测控制系统。系统通过温湿度传感器采集现场的环境参数，再将数据传送给单片机，经单片机分析处理后在液晶屏上进行显示，再由无线信号收发模块传输数据，实现对现场的远程控制。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的选题背景 1
1.2课题研究的意义 1
1.3本论文主要研究内容 2
1.4本章小结 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1系统总框图 3
2.2设计思路 4
2.3系统特点 4
2.4主要元器件的选择 4
2.4.1STC89C52单片机 4
2.4.2LCD1602引脚功能 5
2.4.3液晶应用领域及优点 6
2.5本章小结 6
第三章 系统硬件电路的设计 7
3.1系统硬件概述 7
3.2主控模块设计 7
3.2.1 单片机主要特点 7
3.2.2单片机最小系统 7
3.3系统主要工作原理 10
3.4本章小结 11
第四章 系统软件程序的设计及调试 12
4.1系统总流程图 12
4.2 液晶显示模块设计 13
4.3传感器模块设计 14
4.4程序调试 15
4.4.1Keil软件简介 15
4.4.2Keil工程的建立及编译 15
4.4.3程序调试及烧录 15
4.5本章小结 17
第五章 成果展示 18
5.1系统的仿真 18
5.2所遇到的问题及解决方案 19
5.3成果
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展示 20
5.4本章小结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 25
第一章 绪论
随着社会的进步与发展，智能控制逐步成为当代数据采集和自动化控制的核心技术，使得传统的仪器仪表和数字测量技术在数据采集方面升华到了一个全新的阶段。在这样的环境下，传统农业也开始向智能农业进行过渡。所谓的智能农业也就是可以根据农作物所需求的生长环境，系统能够随时地进行检控和处理，
实现了农业综合生态信息的自动监测和智能化管理。
1.1课题的选题背景
近年来，数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展[12]。它的发展使得传统农业经历了巨大的转变，从最开始的计算机农业过渡到数字农业，再从数字农业过渡到精准农业，最后又从精准农业过渡到智能农业，一共经历了4次改革。传统农业生产活动中的灌溉、打药杀虫，施肥都是依靠农民自身把握，可以说就是全凭经验和感觉来完成。而当今的物联网就可以为信息化智能监控系统实时定量“精确”把关，用户只需要做个选择，按下按键或者直接按照预先设置的指令完成就可以把蔬菜水果种好[13]。轻轻松松地解决了诸如瓜果蔬菜的浇水施肥打药的时间以及如何保持精确的浓度的问题。
无论是在工业控制检测，还是在智能仪器仪表等众多领域，8051单片机作为常用控制芯片都得到了广泛的应用。在本系统中8051单片机作为温湿度控制系统实现大棚的自动控制[14]。主要功能就是可以把大棚内的温湿度控制在预设的范围之内，为农作物提供更加适宜的生长环境。
1.2课题研究的意义
在21世纪的今天，我国传统农业的发展主要有两大压力，一是资源紧缺，二是资源消耗过大。而以信息传感设备、互联网和智能信息处理为技术核心的物联网的出现大大的缓解了这两大压力。随着物联网的不断发展，现代信息技术与传统农业不断地融合，与此同时产生出许多创新新思路，这一系列的新思路和手段的出现使得现代农业生产管理技术体系得到了进一步的完善，并将这些新思路和手段运用到实践当中，真正意义上的将传统农业转变成现代化农业。大棚内都布设着不同类型的无线传感节点，比如说空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度，这些节点也就是所谓的信息传感器，它们将采集到的数据通过无线通信技术全部汇总到中心节点，再由中心节点通过无线网关把汇集过来的数据发送给计算机或移动设备，农民就可以实时对大棚现场进行检测与调控。当然系统也可以将现场测得的环境参数与适宜农作物生长的环境参数进行一个比较，如果某一参数超标，系统就自动启动相应的农业设备运作来使大棚现场的这一参数恢复到标准范围内，农业设备就会停止工作。实现了农业生产的产前、产中、产后的过程监控，进而实现了农业生产集约、高产高效、优质、生态、安全等可持续发展的目标。
1.3本论文主要研究内容
该系统设计是基于STC89C52单片机的智能温湿度检测控制系统。实现以下功能：
（1）通过温湿度传感器进行信号提取，在液晶屏上实时显示。
（2）设定预设范围，实现过阀自动报警。
（3）检测到现场当前参数值，过阀启动相应继电器工作，来使现场环境参数再次恢复到预设范围内，达到智能控制的目的。
1.4本章小结
本章主要介绍了本次设计的课题的选题背景，课题研究的意义，以及本次研究的主要研究内容。
第二章 系统总体方案设计
基于单片机智能控制的实现，不仅能自动采集温室内空气和土壤温湿度、光照度、CO2浓度等多环境参数，而且与此同时将数据实时传送到服务器数据平台。把检测到的数据与农作物农作物需求指标相比较，就可以对大棚内设备进行远程控制，选择适当的处理方案。这项技术的优点就是可以分散控制功能，节省人力资源，同时降低了成本，从整体层面上讲实现温室的集约化、网络化的远程管理。
2.1系统总框图
硬件部分主要以STC89C52型单片机为核心，用1602液晶屏实时显示DHT11传感器检测到的温湿度值，预设值通过AT24C02存储，断电之后设置的值不会改变，过阀相应的驱动报警。系统总框图如图21所示。
图21 温湿度控制器方框图
首先通过温湿度传感器检测当前环境下大棚内温度和湿度，再由单片机进行分析和处理，将所得数据再发送给LCD1602液晶屏，在液晶屏上显示出来。因为系统实时采集数据从而不能稳定显示，为了显示稳定，将系统周期定为2s，每隔一个周期采集一次数据进入单片机。通过四个按键来设置最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统传输监测信息，若超过预设值，蜂鸣器就会自动发出报警声提醒用户同时继电器就会驱动负载工作，及时地启用加热器、加湿器、降温风扇、抽湿风扇来有效的调整大棚内的温湿度。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的选题背景 1
1.2课题研究的意义 1
1.3本论文主要研究内容 2
1.4本章小结 2
第二章 系统总体方案设计 3
2.1系统总框图 3
2.2设计思路 4
2.3系统特点 4
2.4主要元器件的选择 4
2.4.1STC89C52单片机 4
2.4.2LCD1602引脚功能 5
2.4.3液晶应用领域及优点 6
2.5本章小结 6
第三章 系统硬件电路的设计 7
3.1系统硬件概述 7
3.2主控模块设计 7
3.2.1 单片机主要特点 7
3.2.2单片机最小系统 7
3.3系统主要工作原理 10
3.4本章小结 11
第四章 系统软件程序的设计及调试 12
4.1系统总流程图 12
4.2 液晶显示模块设计 13
4.3传感器模块设计 14
4.4程序调试 15
4.4.1Keil软件简介 15
4.4.2Keil工程的建立及编译 15
4.4.3程序调试及烧录 15
4.5本章小结 17
第五章 成果展示 18
5.1系统的仿真 18
5.2所遇到的问题及解决方案 19
5.3成果
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
展示 20
5.4本章小结 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录A 24
附录B 25
第一章 绪论
随着社会的进步与发展，智能控制逐步成为当代数据采集和自动化控制的核心技术，使得传统的仪器仪表和数字测量技术在数据采集方面升华到了一个全新的阶段。在这样的环境下，传统农业也开始向智能农业进行过渡。所谓的智能农业也就是可以根据农作物所需求的生长环境，系统能够随时地进行检控和处理，
实现了农业综合生态信息的自动监测和智能化管理。
1.1课题的选题背景
近年来，数据采集与控制系统越来越趋向数字化、智能化、远距离方向发展[12]。它的发展使得传统农业经历了巨大的转变，从最开始的计算机农业过渡到数字农业，再从数字农业过渡到精准农业，最后又从精准农业过渡到智能农业，一共经历了4次改革。传统农业生产活动中的灌溉、打药杀虫，施肥都是依靠农民自身把握，可以说就是全凭经验和感觉来完成。而当今的物联网就可以为信息化智能监控系统实时定量“精确”把关，用户只需要做个选择，按下按键或者直接按照预先设置的指令完成就可以把蔬菜水果种好[13]。轻轻松松地解决了诸如瓜果蔬菜的浇水施肥打药的时间以及如何保持精确的浓度的问题。
无论是在工业控制检测，还是在智能仪器仪表等众多领域，8051单片机作为常用控制芯片都得到了广泛的应用。在本系统中8051单片机作为温湿度控制系统实现大棚的自动控制[14]。主要功能就是可以把大棚内的温湿度控制在预设的范围之内，为农作物提供更加适宜的生长环境。
1.2课题研究的意义
在21世纪的今天，我国传统农业的发展主要有两大压力，一是资源紧缺，二是资源消耗过大。而以信息传感设备、互联网和智能信息处理为技术核心的物联网的出现大大的缓解了这两大压力。随着物联网的不断发展，现代信息技术与传统农业不断地融合，与此同时产生出许多创新新思路，这一系列的新思路和手段的出现使得现代农业生产管理技术体系得到了进一步的完善，并将这些新思路和手段运用到实践当中，真正意义上的将传统农业转变成现代化农业。大棚内都布设着不同类型的无线传感节点，比如说空气温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度，这些节点也就是所谓的信息传感器，它们将采集到的数据通过无线通信技术全部汇总到中心节点，再由中心节点通过无线网关把汇集过来的数据发送给计算机或移动设备，农民就可以实时对大棚现场进行检测与调控。当然系统也可以将现场测得的环境参数与适宜农作物生长的环境参数进行一个比较，如果某一参数超标，系统就自动启动相应的农业设备运作来使大棚现场的这一参数恢复到标准范围内，农业设备就会停止工作。实现了农业生产的产前、产中、产后的过程监控，进而实现了农业生产集约、高产高效、优质、生态、安全等可持续发展的目标。
1.3本论文主要研究内容
该系统设计是基于STC89C52单片机的智能温湿度检测控制系统。实现以下功能：
（1）通过温湿度传感器进行信号提取，在液晶屏上实时显示。
（2）设定预设范围，实现过阀自动报警。
（3）检测到现场当前参数值，过阀启动相应继电器工作，来使现场环境参数再次恢复到预设范围内，达到智能控制的目的。
1.4本章小结
本章主要介绍了本次设计的课题的选题背景，课题研究的意义，以及本次研究的主要研究内容。
第二章 系统总体方案设计
基于单片机智能控制的实现，不仅能自动采集温室内空气和土壤温湿度、光照度、CO2浓度等多环境参数，而且与此同时将数据实时传送到服务器数据平台。把检测到的数据与农作物农作物需求指标相比较，就可以对大棚内设备进行远程控制，选择适当的处理方案。这项技术的优点就是可以分散控制功能，节省人力资源，同时降低了成本，从整体层面上讲实现温室的集约化、网络化的远程管理。
2.1系统总框图
硬件部分主要以STC89C52型单片机为核心，用1602液晶屏实时显示DHT11传感器检测到的温湿度值，预设值通过AT24C02存储，断电之后设置的值不会改变，过阀相应的驱动报警。系统总框图如图21所示。
图21 温湿度控制器方框图
首先通过温湿度传感器检测当前环境下大棚内温度和湿度，再由单片机进行分析和处理，将所得数据再发送给LCD1602液晶屏，在液晶屏上显示出来。因为系统实时采集数据从而不能稳定显示，为了显示稳定，将系统周期定为2s，每隔一个周期采集一次数据进入单片机。通过四个按键来设置最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统传输监测信息，若超过预设值，蜂鸣器就会自动发出报警声提醒用户同时继电器就会驱动负载工作，及时地启用加热器、加湿器、降温风扇、抽湿风扇来有效的调整大棚内的温湿度。
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