智能温室监测系统的设计与实现
目 录
第1章 前言 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 研究目的和意义 - 2 -
1.4 系统可行性分析 - 3 -
1.4.1 技术可行性 - 3 -
1.4.2 经济可行性 - 3 -
第2章 系统设计与实现 - 4 -
2.1 系统总体结构设计 - 4 -
2.2 系统硬件结构 - 5 -
2.2.1 传感器 - 5 -
2.2.2 单片机 - 7 -
第3章 系统实现 - 9 -
3.1系统软件支持----KeilμVision4 - 9 -
3.2 系统实现 - 10 -
3.2.1 温度功能模块 - 10 -
3.2.2 湿度功能模块 - 11 -
3.2.3 光照强度功能模块 - 11 -
第4章 结论 - 13 -
参考文献 - 14 -
附录1 系统模型 - 15 -
致谢 - 16 -
第1章 前言
1.1 研究背景
自古以来，农耕文化一直存在于人类历史发展的长河中，人类的生存发展从来都离不开耕地与农业。步入二十一世纪以来，工业发展迅速，生活发生天翻地覆的变化，中国作为这样一个农业大国，农业的现代化发展不容落后，发展离不开先进的科学与技术。当今，生活水平迅速提高，在食物的质量方面，人们对之要求更高，农业的各个方面对人们生活的影响越来越大，要应对这些发展变化必须依靠现代化农业技术，走一条现代化农业之路。
近年来，农业问题的相关研究以及农业技术的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
应用发明成为国内外研究的热点[1]。农业种植过程中关键的一个环节就是对环境的监测和控制，因为空气中湿度、温度、CO2浓度以及光照强度等因素都会直接或间接影响作物的萌发、生长与发育等过程，这就要求我们必须采用先进的农业应用技术对环境进行准确严格的监测和控制。如今，农业生产过程中，温室种植已经不可或缺，温室业的发展与应用极大推动了农业经济的发展。温室农业采用智能温室系统，达到农业生产管理的科学化、自动化，通过对农业生产环境监测数据的采集与分析，结合农作物的生理特征，调控与之适宜的环境，从而使作物达到高产、高效与质优。
国外的温室种植设施现已比较成熟，但是不足之处就是价格非常昂贵，并且不适合我国的气候环境。我国现在还多数通过人工来监测和控制温室的湿度、温度、CO2浓度以及光照强度等条件，人工方法存在准确度低、监测不及时并且劳动力大等缺点，这不仅大大增加了生产成本，而且难以达到标准的、科学的环境条件，也就达不到预想的生产效果。农业的发展在今天更加依赖的是科学技术的更新换代，现代农业之路离不开智能化、科学化，所以了为推动农业快速发展，满足人们的实际需求，必须发展与之相配套的农业应用技术，改善温室种植过程中人工检测和控制的方式方法，使温室达到准确严格的环境参数标准，实现农业生产科学化、智能化。
1.2 国内外研究现状
目前世界上许多发达国家诸如美国、荷兰、英国等现代化的温室农业设施技术已比较成熟，生产达到集约化，在对温度、湿度、光照强度、气体浓度、肥料等参数进行监测和控制的基础上实现了生产的自动化、信息化，从育苗、栽培、管理、采摘、包装、到销售出口实现了一系列的规范化配套体系。
荷兰的园艺业生产水平可以说是世界领先，自上世纪八十年代开始就致力于研究和设计开发智能温室控制系统，经过不断模拟不断研究后实现对温室环境的控制[2]。当今荷兰的自动化智能玻璃温室是在国际上的温室设施方面的先进技术之一，现已拥有1万多公顷的规模庞大、技术先进的智能化玻璃温室，实现了生产的科学化、智能化，因此温室作物具有很强的生命力以及市场竞争力。荷兰设计开发的温室智能系统在计算机的基础上，通过人机交互，设置与显示指标系数，用户可以较为便捷地查询规定时间段内的参数，并能够直接通过计算机进行操作，以实现对温室环境的控制。通过该温室智能系统可进行预设值设定、数据显示、气动执行装置等功能，能够很好地实现对温室的监测与管理。
英国INTESYS公司曾经做过这样一项种植模拟活动，他们联同荷兰一所大学的研究所，通过采集室温、水分、营养供给、药物喷洒等因素，与农民合作种植，对植物的生长过程进行模拟，从而进行作物的优化种植，最终研究出适用于农民并且易于接受的种植方法。
如今，国外致力于温室栽培高效化、智能化、科学化方向发展，将计算机、LAN、遥感技术、网络、物联网等新科技逐步应用于现代化温室技术当中，实现远程监测与控制，用户可以在异地实现与控制系统的对话，如在现场操作感受一致，无时空差距[3]。
国内的现代化农业起步较晚，在农业领域中运用计算机技术最早开始于上世纪70年代，在80年代才开始投入到温室当中。在90年代我多相关研究院所、高校才研制开发出一些温室控制与管理系统，但大都针对于某一方向，较为综合的、技术较为先进的仍未实现。
我国是农业大国，步入21世纪以来，我国农业的主体地位愈来愈受 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
到重视，争取农业的现代化与科技化发展，能够早日跻身农业强国行列，国家投入很多，在现代农业领域中，取得的进步也是有目共睹。“十二五”期间围绕着大力发展生态农业、数字农业，自主创新农业新品种、新技术、新设备，通过推进信息化与农业现代化横向与纵向融合，综合应用现代信息技术，加快物联网、智能农业和“互联网+”的深度融合，加快农业的现代化发展[4]。
1.3 研究目的和意义
在中国的当下，智能温室系统主要是应用于规模化、专业化生产，但成本较高、操作不易、信息繁杂、设备复杂很难普及到广大农民群众，真正做到服务于民，惠农助农！为了解决现有的问题，用户可以查看实时室温、水分、光照强度等因素，了解作物生长，系统成本低、更易上手,可以根据实际需要功能扩展,而且通过现场试验证明智能温室监测系统是可靠的和有效的。
随着农业温室的发展，在当今的迅猛增势下，人们的要求亦越来越全面，如温室的智能化、无人化等。当前，所应用以及推广的温室大部分都是中、小型，很难做到集约化大型生产，所以要在农业温室内引入智能监测技术与控制调节功能，弥补人工管理的缺陷，这还需要考虑系统的普适性以及成本等方面。因而针对这种实际情况，结合中国农村广大农民群众的需要，设计一套成本低、易操作的智能温室监测系统就显得尤为重要。该系统采用51系列单片机与各类传感器，使用485接口进行通讯，能够完成对数据的采集、监测，还能够根据设定值进行报警和相应的调节措施，实现温室自动化监测、控制。
1.4 系统可行性分析
1.4.1 技术可行性
主要采用单片机开发技术、传感器模块和KeilμVision4软件编程来进行开发,通过阅读相关文献以及参考案例已经基本掌握了单片机开发基础以及KeilμVision4软件的使用，可以实现系统的开发与设计。系统平台基础是STC89C52RC单片机，使用传感器模块实现相关功能，运用KeilμVision4软件编程进行开发。系统设计时充分考虑了用户的操作与使用，兼顾成本与功能方面。
第3章 系统实现
3.1系统软件支持----KeilμVision4
第1章 前言 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 研究目的和意义 - 2 -
1.4 系统可行性分析 - 3 -
1.4.1 技术可行性 - 3 -
1.4.2 经济可行性 - 3 -
第2章 系统设计与实现 - 4 -
2.1 系统总体结构设计 - 4 -
2.2 系统硬件结构 - 5 -
2.2.1 传感器 - 5 -
2.2.2 单片机 - 7 -
第3章 系统实现 - 9 -
3.1系统软件支持----KeilμVision4 - 9 -
3.2 系统实现 - 10 -
3.2.1 温度功能模块 - 10 -
3.2.2 湿度功能模块 - 11 -
3.2.3 光照强度功能模块 - 11 -
第4章 结论 - 13 -
参考文献 - 14 -
附录1 系统模型 - 15 -
致谢 - 16 -
第1章 前言
1.1 研究背景
自古以来，农耕文化一直存在于人类历史发展的长河中，人类的生存发展从来都离不开耕地与农业。步入二十一世纪以来，工业发展迅速，生活发生天翻地覆的变化，中国作为这样一个农业大国，农业的现代化发展不容落后，发展离不开先进的科学与技术。当今，生活水平迅速提高，在食物的质量方面，人们对之要求更高，农业的各个方面对人们生活的影响越来越大，要应对这些发展变化必须依靠现代化农业技术，走一条现代化农业之路。
近年来，农业问题的相关研究以及农业技术的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
应用发明成为国内外研究的热点[1]。农业种植过程中关键的一个环节就是对环境的监测和控制，因为空气中湿度、温度、CO2浓度以及光照强度等因素都会直接或间接影响作物的萌发、生长与发育等过程，这就要求我们必须采用先进的农业应用技术对环境进行准确严格的监测和控制。如今，农业生产过程中，温室种植已经不可或缺，温室业的发展与应用极大推动了农业经济的发展。温室农业采用智能温室系统，达到农业生产管理的科学化、自动化，通过对农业生产环境监测数据的采集与分析，结合农作物的生理特征，调控与之适宜的环境，从而使作物达到高产、高效与质优。
国外的温室种植设施现已比较成熟，但是不足之处就是价格非常昂贵，并且不适合我国的气候环境。我国现在还多数通过人工来监测和控制温室的湿度、温度、CO2浓度以及光照强度等条件，人工方法存在准确度低、监测不及时并且劳动力大等缺点，这不仅大大增加了生产成本，而且难以达到标准的、科学的环境条件，也就达不到预想的生产效果。农业的发展在今天更加依赖的是科学技术的更新换代，现代农业之路离不开智能化、科学化，所以了为推动农业快速发展，满足人们的实际需求，必须发展与之相配套的农业应用技术，改善温室种植过程中人工检测和控制的方式方法，使温室达到准确严格的环境参数标准，实现农业生产科学化、智能化。
1.2 国内外研究现状
目前世界上许多发达国家诸如美国、荷兰、英国等现代化的温室农业设施技术已比较成熟，生产达到集约化，在对温度、湿度、光照强度、气体浓度、肥料等参数进行监测和控制的基础上实现了生产的自动化、信息化，从育苗、栽培、管理、采摘、包装、到销售出口实现了一系列的规范化配套体系。
荷兰的园艺业生产水平可以说是世界领先，自上世纪八十年代开始就致力于研究和设计开发智能温室控制系统，经过不断模拟不断研究后实现对温室环境的控制[2]。当今荷兰的自动化智能玻璃温室是在国际上的温室设施方面的先进技术之一，现已拥有1万多公顷的规模庞大、技术先进的智能化玻璃温室，实现了生产的科学化、智能化，因此温室作物具有很强的生命力以及市场竞争力。荷兰设计开发的温室智能系统在计算机的基础上，通过人机交互，设置与显示指标系数，用户可以较为便捷地查询规定时间段内的参数，并能够直接通过计算机进行操作，以实现对温室环境的控制。通过该温室智能系统可进行预设值设定、数据显示、气动执行装置等功能，能够很好地实现对温室的监测与管理。
英国INTESYS公司曾经做过这样一项种植模拟活动，他们联同荷兰一所大学的研究所，通过采集室温、水分、营养供给、药物喷洒等因素，与农民合作种植，对植物的生长过程进行模拟，从而进行作物的优化种植，最终研究出适用于农民并且易于接受的种植方法。
如今，国外致力于温室栽培高效化、智能化、科学化方向发展，将计算机、LAN、遥感技术、网络、物联网等新科技逐步应用于现代化温室技术当中，实现远程监测与控制，用户可以在异地实现与控制系统的对话，如在现场操作感受一致，无时空差距[3]。
国内的现代化农业起步较晚，在农业领域中运用计算机技术最早开始于上世纪70年代，在80年代才开始投入到温室当中。在90年代我多相关研究院所、高校才研制开发出一些温室控制与管理系统，但大都针对于某一方向，较为综合的、技术较为先进的仍未实现。
我国是农业大国，步入21世纪以来，我国农业的主体地位愈来愈受 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
到重视，争取农业的现代化与科技化发展，能够早日跻身农业强国行列，国家投入很多，在现代农业领域中，取得的进步也是有目共睹。“十二五”期间围绕着大力发展生态农业、数字农业，自主创新农业新品种、新技术、新设备，通过推进信息化与农业现代化横向与纵向融合，综合应用现代信息技术，加快物联网、智能农业和“互联网+”的深度融合，加快农业的现代化发展[4]。
1.3 研究目的和意义
在中国的当下，智能温室系统主要是应用于规模化、专业化生产，但成本较高、操作不易、信息繁杂、设备复杂很难普及到广大农民群众，真正做到服务于民，惠农助农！为了解决现有的问题，用户可以查看实时室温、水分、光照强度等因素，了解作物生长，系统成本低、更易上手,可以根据实际需要功能扩展,而且通过现场试验证明智能温室监测系统是可靠的和有效的。
随着农业温室的发展，在当今的迅猛增势下，人们的要求亦越来越全面，如温室的智能化、无人化等。当前，所应用以及推广的温室大部分都是中、小型，很难做到集约化大型生产，所以要在农业温室内引入智能监测技术与控制调节功能，弥补人工管理的缺陷，这还需要考虑系统的普适性以及成本等方面。因而针对这种实际情况，结合中国农村广大农民群众的需要，设计一套成本低、易操作的智能温室监测系统就显得尤为重要。该系统采用51系列单片机与各类传感器，使用485接口进行通讯，能够完成对数据的采集、监测，还能够根据设定值进行报警和相应的调节措施，实现温室自动化监测、控制。
1.4 系统可行性分析
1.4.1 技术可行性
主要采用单片机开发技术、传感器模块和KeilμVision4软件编程来进行开发,通过阅读相关文献以及参考案例已经基本掌握了单片机开发基础以及KeilμVision4软件的使用，可以实现系统的开发与设计。系统平台基础是STC89C52RC单片机，使用传感器模块实现相关功能，运用KeilμVision4软件编程进行开发。系统设计时充分考虑了用户的操作与使用，兼顾成本与功能方面。
第3章 系统实现
3.1系统软件支持----KeilμVision4
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