蔬菜大棚环境监控系统的设计与实现【字数：14601】
摘 要随着科学技术的发展，农业与互联网的关系日益密切，温室大棚成为我国种植瓜果蔬菜的重要方式, 它的出现提高了种植效率,丰富了人们对蔬菜水果的选择，但是温室大棚需要人工监测环境，耗时耗力。针对该现象，我设计了蔬菜大棚环境监测系统，实时获取温室大棚里的环境参数，实现监管自动化，解放劳动力。本系统采用软件与硬件相结合的形式，硬件部分是单片机STM32F103C8T6连接传感器，读取传感器的数据，软件部分是将采集的数据实时显示在界面上。系统设计了两种用户管理员和雇员，他们各有不同的操作权限。管理员可以查看天气情况，管理员工信息，监测大棚环境，发布留言，还可以统计大棚历年收入信息，查看大棚历史上的温度数值；雇员可以实时观察监控数据，修改个人信息，发布留言和查看天气情况。该系统硬件在KEIL平台采用C语言开发，软件部分在QT平台上以C++为开发语言，并且连接SQL 服务器数据库，硬件与软件通过串行通信传输数据。
目录
1.引言 1
1.1 课题研究背景、状况及发展趋势 1
1.2 课题研究目的 2
2.需求分析 4
3.系统开发环境及技术 7
3.1 系统开发环境 7
3.2 开发技术简介 7
3.2.1 C++技术 7
3.2.2 串口通信技术 7
3.2.3 传感器技术 8
4.系统总体设计 9
4.1系统总体规划 9
4.2系统硬件设计 10
4.2.1微控制器概述 10
4.2.2 温湿度采集模块设计 10
4.2.3 光照采集模块设计 12
4.3串口通信设计 13
4.4 系统软件设计 13
4.5数据库设计 15
5.系统实现 18
5.1系统硬件实现 18
5.1.1硬件环境搭建 18
5.1.2 串口通信实现 19
5.2系统软件实现 20
5.2.1软件环境搭建 20
5.2.2登录功能实现 22
5.2.3 天气查看功能实现 23
5.2.4温湿度监测功能实现 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
24
5.2.5留言功能实现 25
5.2.6人员记录功能实现 26
5.2.7 历史数据统计功能实现 27
6.系统的实际应用和系统的分析处理 28
6.1系统的误差来源 28
6.2 传感器的误差分析 28
6.3 消除误差的措施 28
6.4 实际应用的效果 28
7.系统对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响 29
总结与展望 30
参考文献 31
致谢 32
1.引言
一般来说，作物都有其特定的生长季节，这是由气候条件决定的。春夏两季温度较为适宜，阳光充足，这段时间是大量蔬菜水果上市的季节，但是到了冬季，气温寒冷，在田地中基本看不到蔬菜和水果。虽然冬季不具备夏季的气候条件，但是温室大棚和蔬菜大棚环境监测系统，可以创造合适的环境条件，实现反季节蔬菜种植。本文将介绍蔬菜大棚环境监控系统的研究背景和研究目的。
1.1 课题研究背景、状况及发展趋势
中国是一个农业大国，农业是国家发展的基础，国家非常重视农业的发展。随着科学技术的进步，互联网与农业高度结合，农业栽培更加科技化，生产模式更加多样化。在农业生产中，良好的生态环境是农作物健康生长的重要保证。外部环境与植物的生长、发育密切相关，如何准确监测和控制温湿度等一系列外部参数是现代化农业生产的重要组成部分。环境监测系统可以准确监测环境参数，解放劳动力，实现监管智能化。
随着科学技术日益发展，传感技术日益成熟，它是人们收集信息最前沿的技术，是现代工业和科学技术中不可缺少的重要手段。信息技术的突飞猛进促进了传感器技术的发展，越来越多的温室大棚采用了传感器技术来精确测量大棚各项环境参数，极大的提高了蔬菜种植的存活率，增长了大棚的收益。
物联网技术的成熟也促进了环境监测系统的应用，结合各种感知技术和网络技术，可以在温室大棚里形成一个网络测量区。在温室建造阶段，该系统可以实时分析温室内部环境信息，选择适宜的种植品种；在温室蔬菜种植阶段，实时采集温湿度等一系列信息，实现精细管理，例如土壤的浇灌量，遮阳的开闭时间等，从而获得优质产品。
对于农民来说，种植瓜果蔬菜，适宜的环境是决定因素。在大棚技术未出现之前，人们只在特定的季节吃到特定的蔬菜，若天气变化较大时，瓜果蔬菜的存活率很低，例如严寒的东北地区，一些热带水果根本无法种植。科学技术与农业技术日益结合，温室栽培在农业生产中发挥着日益重要的作用，使人们能享受到任何地区的瓜果蔬菜。
使用环境监测系统，可以及时监测温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等外部条件数据，并采取相应的应对措施，为植物生长创造条件，提高农作物的生长效率。传统的温室种植自动化程度很低，主要是人为创造环境条件，既耗费资源又不准确，同时由于传感器本身的缺陷，可能影响数据的精度和实时性。
大棚环境监测系统的研究涉及计算机科学、传感器技术以及环境等多个方面。近几年，随着传感器网络技术和蓝牙技术发展和成熟，这一技术在环境监控方面的优势日益明显。且该技术价格低廉，功能丰富，是一个成熟的技术支撑平台。因此，对我国研究蔬菜大棚环境监测系统，具有丰富的研究价值和市场实用性。
蔬菜大棚系统可以远程监测大棚环境参数，根据相应数据远程要求工作人员更改大棚内的设备，可以远程操控大棚光照，自动滴灌，采用加热器和冷却器来控制湿度，自动控制帘子来控制大棚温度等可操作因素，节省了工作人员的劳动时间，实现智能种植，提高了种植效率。
1.2 课题研究目的
温室为植物生长提供了有利条件，让植物避免遭受环境变化和霜寒地冻的影响，能够改变植物生长环境。温室大棚采用采光覆盖材料，可以栽培任何反季节的植物，并使植物健康生长，其口感不逊于当季蔬菜。大棚培育的目的是调节生产周期，促进生长发育，防治病虫害，提高质量和产量。
近年来，温室环境监测系统是现代智能大棚的一项重要功能，实时监测温室内环境，帮助种植户通过计算机可以了解整个大棚的农作物生长情况，方便种植户采取措施进行调控，保证植物合适的生长环境，便于育苗工作的展开，降低劳动强度。
在温室大棚中，室内温度，有害气体浓度，光照强弱，土壤的含水量等因素可能影响植物生长。建立温室的目的就是为作物生长创造适宜的气候条件和环境，充分利用太阳能等自然资源，消除外部环境对蔬菜成熟的不利因素，使农作物克服外部气候的制约，从而提高作物的产量，获得可观的经济收益。影响农作物成熟最重要的因素是温度、湿度和光照，所以温室主要监测温度、湿度和光照产生的数据，并根据数值对环境作出相应的调整。
目录
1.引言 1
1.1 课题研究背景、状况及发展趋势 1
1.2 课题研究目的 2
2.需求分析 4
3.系统开发环境及技术 7
3.1 系统开发环境 7
3.2 开发技术简介 7
3.2.1 C++技术 7
3.2.2 串口通信技术 7
3.2.3 传感器技术 8
4.系统总体设计 9
4.1系统总体规划 9
4.2系统硬件设计 10
4.2.1微控制器概述 10
4.2.2 温湿度采集模块设计 10
4.2.3 光照采集模块设计 12
4.3串口通信设计 13
4.4 系统软件设计 13
4.5数据库设计 15
5.系统实现 18
5.1系统硬件实现 18
5.1.1硬件环境搭建 18
5.1.2 串口通信实现 19
5.2系统软件实现 20
5.2.1软件环境搭建 20
5.2.2登录功能实现 22
5.2.3 天气查看功能实现 23
5.2.4温湿度监测功能实现 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
24
5.2.5留言功能实现 25
5.2.6人员记录功能实现 26
5.2.7 历史数据统计功能实现 27
6.系统的实际应用和系统的分析处理 28
6.1系统的误差来源 28
6.2 传感器的误差分析 28
6.3 消除误差的措施 28
6.4 实际应用的效果 28
7.系统对社会、健康、安全、法律、文化及环境的影响 29
总结与展望 30
参考文献 31
致谢 32
1.引言
一般来说，作物都有其特定的生长季节，这是由气候条件决定的。春夏两季温度较为适宜，阳光充足，这段时间是大量蔬菜水果上市的季节，但是到了冬季，气温寒冷，在田地中基本看不到蔬菜和水果。虽然冬季不具备夏季的气候条件，但是温室大棚和蔬菜大棚环境监测系统，可以创造合适的环境条件，实现反季节蔬菜种植。本文将介绍蔬菜大棚环境监控系统的研究背景和研究目的。
1.1 课题研究背景、状况及发展趋势
中国是一个农业大国，农业是国家发展的基础，国家非常重视农业的发展。随着科学技术的进步，互联网与农业高度结合，农业栽培更加科技化，生产模式更加多样化。在农业生产中，良好的生态环境是农作物健康生长的重要保证。外部环境与植物的生长、发育密切相关，如何准确监测和控制温湿度等一系列外部参数是现代化农业生产的重要组成部分。环境监测系统可以准确监测环境参数，解放劳动力，实现监管智能化。
随着科学技术日益发展，传感技术日益成熟，它是人们收集信息最前沿的技术，是现代工业和科学技术中不可缺少的重要手段。信息技术的突飞猛进促进了传感器技术的发展，越来越多的温室大棚采用了传感器技术来精确测量大棚各项环境参数，极大的提高了蔬菜种植的存活率，增长了大棚的收益。
物联网技术的成熟也促进了环境监测系统的应用，结合各种感知技术和网络技术，可以在温室大棚里形成一个网络测量区。在温室建造阶段，该系统可以实时分析温室内部环境信息，选择适宜的种植品种；在温室蔬菜种植阶段，实时采集温湿度等一系列信息，实现精细管理，例如土壤的浇灌量，遮阳的开闭时间等，从而获得优质产品。
对于农民来说，种植瓜果蔬菜，适宜的环境是决定因素。在大棚技术未出现之前，人们只在特定的季节吃到特定的蔬菜，若天气变化较大时，瓜果蔬菜的存活率很低，例如严寒的东北地区，一些热带水果根本无法种植。科学技术与农业技术日益结合，温室栽培在农业生产中发挥着日益重要的作用，使人们能享受到任何地区的瓜果蔬菜。
使用环境监测系统，可以及时监测温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等外部条件数据，并采取相应的应对措施，为植物生长创造条件，提高农作物的生长效率。传统的温室种植自动化程度很低，主要是人为创造环境条件，既耗费资源又不准确，同时由于传感器本身的缺陷，可能影响数据的精度和实时性。
大棚环境监测系统的研究涉及计算机科学、传感器技术以及环境等多个方面。近几年，随着传感器网络技术和蓝牙技术发展和成熟，这一技术在环境监控方面的优势日益明显。且该技术价格低廉，功能丰富，是一个成熟的技术支撑平台。因此，对我国研究蔬菜大棚环境监测系统，具有丰富的研究价值和市场实用性。
蔬菜大棚系统可以远程监测大棚环境参数，根据相应数据远程要求工作人员更改大棚内的设备，可以远程操控大棚光照，自动滴灌，采用加热器和冷却器来控制湿度，自动控制帘子来控制大棚温度等可操作因素，节省了工作人员的劳动时间，实现智能种植，提高了种植效率。
1.2 课题研究目的
温室为植物生长提供了有利条件，让植物避免遭受环境变化和霜寒地冻的影响，能够改变植物生长环境。温室大棚采用采光覆盖材料，可以栽培任何反季节的植物，并使植物健康生长，其口感不逊于当季蔬菜。大棚培育的目的是调节生产周期，促进生长发育，防治病虫害，提高质量和产量。
近年来，温室环境监测系统是现代智能大棚的一项重要功能，实时监测温室内环境，帮助种植户通过计算机可以了解整个大棚的农作物生长情况，方便种植户采取措施进行调控，保证植物合适的生长环境，便于育苗工作的展开，降低劳动强度。
在温室大棚中，室内温度，有害气体浓度，光照强弱，土壤的含水量等因素可能影响植物生长。建立温室的目的就是为作物生长创造适宜的气候条件和环境，充分利用太阳能等自然资源，消除外部环境对蔬菜成熟的不利因素，使农作物克服外部气候的制约，从而提高作物的产量，获得可观的经济收益。影响农作物成熟最重要的因素是温度、湿度和光照，所以温室主要监测温度、湿度和光照产生的数据，并根据数值对环境作出相应的调整。
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