vb.net的智能花房控制系统的设计
【摘 要】本课题设计一套基于Arduino单片机的智能花房控制系统，它由花房环境传感器、Arduino控制平台和电脑客户端三部分组成。花房环境传感器有温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器等组成，实现对花房内的温度、湿度、光照强度、土壤水分等参数的检测，在Arduino控制平台的OLED显示屏上实时显示花房环境参数。在电脑客户端采用VB.NET软件编写的上位机监控软件，通过串口实现对花房内的环境参数进行监测和控制。
目录
一、智能花房的研究背景及意义 1
（一）智能花房的研究背景 1
（二）智能花房的研究意义 1
二、系统总体设计方案 2
（一）系统总体框图 2
三、系统硬件设计 3
（一）主控系统的设计 3
（二）温湿度传感器电路设计 4
（三）土壤湿度传感器电路设计 5
（四）光照度传感器电路设计 5
（五）继电器电路设计 5
四、软件系统设计 7
（一）Arduino程序设计 7
1、Arduino单片机编程介绍 7
2、Arduino总体程序设计思想 7
（二）PC端程序设计 10
1、VB编程软件简介 10
2、上位机前面板设计 10
3、上位机后台代码设计 11
五、实物制作及功能演示 17
（一）实物制作 17
（二）实物调试 17
1、上电后OLED 屏幕画面 17
2、传感器数据采集 17
3、手动控制模式 18
4、自动控制模式 20
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 （外接部分） 24
附录二 原理图 （Arduino单片机模块） 25
附录三 PC端程序 26
附录四 Arduino程序 29
一、智能花房的研究背景及意义
（一）智能花房的研究背景
改革开放以来人们的生活水平逐渐上升，越来越多新品的出现充 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
实我们的生活，在此环境下温室花房应运而生。
温室的出现给人们带来了无尽的好处，1、缩短了食物的生长周期；2、大大延长了一些蔬菜水果的存在时间；3、提早了食物的出现时间等等，给人们的生活带来了极大的物质丰富。
这对以植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也是一个挑战。机遇是因为可以给他们带来巨大的利润，提高生活质量；挑战是因为如何制造出反季节的东西，扩大生产。比如为了一些节日，以及一些特殊的日子，人们需要用到美丽的花儿，如果可以在任何季节都可以拿出各种各样的花朵，那样就可以带来巨大的利润，而基于VB.net的智能花房控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。
为了应对不同种植被的生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实行的监控。VB.net的智能花房控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动的控制方法，不仅可以调节温度湿度，同时也可以调节光照强度，土壤湿度，让人们可以吃到或买到各种各样的反季节物品，对我们生活具有十分广泛的意义。
（二）智能花房的研究意义
本课题结合硬件和软件创造了一个智能花房所需环境。利用Arduino平台作为主控制器，设计中采用模块化的思想，设计方案的原理简单明了且硬件的稳定性高、可扩展性强。VB是一种简单易用，编写效率高，初学者容易上手的编程软件，其中VB2010版本更是拥有丰富的控件组，像搭高塔一样叠加，省去了程序员大量的编写代码的时间，使得程序员可以有大量的时间去研究所编辑的程序功能是否实现，因此在PC端上采用VB2010的编写控制界面。
本课题揭示了一般智能花房中设备的工作原理，其实现方法新颖，易于实现，具有较大的实用价值和创新性；系统中具有较好的扩展性和移植性，可以广泛的应用于学校、图书馆、农业大棚、工厂等其他场所。
二、系统总体设计方案
（一）系统总体框图
本课题设计一套基于Arduino单片机的智能花房控制系统，它由花房环境传感器、Arduino控制平台和电脑客户端三部分组成。花房环境传感器由温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器等组成，实现对花房内的温度、湿度、光照强度、土壤水分等参数进行检测；采用Arduino平台为控制核心，通过Arduino端的传感器采集花房环境参数，在Arduino端的OLED显示屏上实时显示花房环境参数。在电脑客户端采用VB.NET软件编写的上位机监控软件，通过串口将传感器数据传到PC机端的VB监控界面上，实现对花房内的环境参数进行监测和控制。系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统总体框图
（二）软件功能设计框图
当选择好端口后，Arduino单片机通过串口线与PC机相连，实时显示传感器参数。使用VB.NET软件编写上位机监控软件，设计两种监控模式，自动监控和非自动监控模式。自动模式下，当传感器参数超限时，引发相关的控制部件动作，自动调节花房环境参数。当环境温度高于设定值时，启动排风设备；当环境温度低于设定值时，关闭排风设备；当环境湿度低于设定值时，启动加湿器；当环境湿度高于设定值时，关闭加湿器；当环境光照度高于设定值时，关闭照明设备；当环境光照度低于设定值时，启动照明设备。当土壤水分低于设定时，启动水泵；当土壤水分高于设定时，关闭水泵；在手动模式下，可以直接操作控制部件，启动风扇、加热器、照明、水泵等设备。如图2.2所示。
图2.2 上位机功能设计框图
三、系统硬件设计
（一）主控系统的设计
Arduino是一款便捷灵活，容易上手的开源的电子开发平台，它的硬件是各种型号的Arduino板，软件是Arduino IDE开发环境。最初的Arduino电路板拥有简单易学，廉价等一系列特性是由意大利的老师和作为访问学者的工程师合作在2005年设计而成。并由于其特性迅速受到了人们的喜爱和推崇，并随着时间的推移，迅速的在世界风靡起来。因其拥有即使是完全没有编程经验的人也能迅速上手的特性，在全世界有数以亿记的人在使用它，并且人们利用这个开发板做出各种丰富多彩的设计。它的出现，降低了电子开发的门槛，这便是开源Arduino拥有的魅力。
目录
一、智能花房的研究背景及意义 1
（一）智能花房的研究背景 1
（二）智能花房的研究意义 1
二、系统总体设计方案 2
（一）系统总体框图 2
三、系统硬件设计 3
（一）主控系统的设计 3
（二）温湿度传感器电路设计 4
（三）土壤湿度传感器电路设计 5
（四）光照度传感器电路设计 5
（五）继电器电路设计 5
四、软件系统设计 7
（一）Arduino程序设计 7
1、Arduino单片机编程介绍 7
2、Arduino总体程序设计思想 7
（二）PC端程序设计 10
1、VB编程软件简介 10
2、上位机前面板设计 10
3、上位机后台代码设计 11
五、实物制作及功能演示 17
（一）实物制作 17
（二）实物调试 17
1、上电后OLED 屏幕画面 17
2、传感器数据采集 17
3、手动控制模式 18
4、自动控制模式 20
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 （外接部分） 24
附录二 原理图 （Arduino单片机模块） 25
附录三 PC端程序 26
附录四 Arduino程序 29
一、智能花房的研究背景及意义
（一）智能花房的研究背景
改革开放以来人们的生活水平逐渐上升，越来越多新品的出现充 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
实我们的生活，在此环境下温室花房应运而生。
温室的出现给人们带来了无尽的好处，1、缩短了食物的生长周期；2、大大延长了一些蔬菜水果的存在时间；3、提早了食物的出现时间等等，给人们的生活带来了极大的物质丰富。
这对以植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也是一个挑战。机遇是因为可以给他们带来巨大的利润，提高生活质量；挑战是因为如何制造出反季节的东西，扩大生产。比如为了一些节日，以及一些特殊的日子，人们需要用到美丽的花儿，如果可以在任何季节都可以拿出各种各样的花朵，那样就可以带来巨大的利润，而基于VB.net的智能花房控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。
为了应对不同种植被的生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实行的监控。VB.net的智能花房控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动的控制方法，不仅可以调节温度湿度，同时也可以调节光照强度，土壤湿度，让人们可以吃到或买到各种各样的反季节物品，对我们生活具有十分广泛的意义。
（二）智能花房的研究意义
本课题结合硬件和软件创造了一个智能花房所需环境。利用Arduino平台作为主控制器，设计中采用模块化的思想，设计方案的原理简单明了且硬件的稳定性高、可扩展性强。VB是一种简单易用，编写效率高，初学者容易上手的编程软件，其中VB2010版本更是拥有丰富的控件组，像搭高塔一样叠加，省去了程序员大量的编写代码的时间，使得程序员可以有大量的时间去研究所编辑的程序功能是否实现，因此在PC端上采用VB2010的编写控制界面。
本课题揭示了一般智能花房中设备的工作原理，其实现方法新颖，易于实现，具有较大的实用价值和创新性；系统中具有较好的扩展性和移植性，可以广泛的应用于学校、图书馆、农业大棚、工厂等其他场所。
二、系统总体设计方案
（一）系统总体框图
本课题设计一套基于Arduino单片机的智能花房控制系统，它由花房环境传感器、Arduino控制平台和电脑客户端三部分组成。花房环境传感器由温湿度传感器、光照度传感器、土壤水分传感器等组成，实现对花房内的温度、湿度、光照强度、土壤水分等参数进行检测；采用Arduino平台为控制核心，通过Arduino端的传感器采集花房环境参数，在Arduino端的OLED显示屏上实时显示花房环境参数。在电脑客户端采用VB.NET软件编写的上位机监控软件，通过串口将传感器数据传到PC机端的VB监控界面上，实现对花房内的环境参数进行监测和控制。系统总体框图如图2.1所示。
图2.1 系统总体框图
（二）软件功能设计框图
当选择好端口后，Arduino单片机通过串口线与PC机相连，实时显示传感器参数。使用VB.NET软件编写上位机监控软件，设计两种监控模式，自动监控和非自动监控模式。自动模式下，当传感器参数超限时，引发相关的控制部件动作，自动调节花房环境参数。当环境温度高于设定值时，启动排风设备；当环境温度低于设定值时，关闭排风设备；当环境湿度低于设定值时，启动加湿器；当环境湿度高于设定值时，关闭加湿器；当环境光照度高于设定值时，关闭照明设备；当环境光照度低于设定值时，启动照明设备。当土壤水分低于设定时，启动水泵；当土壤水分高于设定时，关闭水泵；在手动模式下，可以直接操作控制部件，启动风扇、加热器、照明、水泵等设备。如图2.2所示。
图2.2 上位机功能设计框图
三、系统硬件设计
（一）主控系统的设计
Arduino是一款便捷灵活，容易上手的开源的电子开发平台，它的硬件是各种型号的Arduino板，软件是Arduino IDE开发环境。最初的Arduino电路板拥有简单易学，廉价等一系列特性是由意大利的老师和作为访问学者的工程师合作在2005年设计而成。并由于其特性迅速受到了人们的喜爱和推崇，并随着时间的推移，迅速的在世界风靡起来。因其拥有即使是完全没有编程经验的人也能迅速上手的特性，在全世界有数以亿记的人在使用它，并且人们利用这个开发板做出各种丰富多彩的设计。它的出现，降低了电子开发的门槛，这便是开源Arduino拥有的魅力。
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