温室环境多参数监控器的研究与设计【字数：9787】

温室环境多参数监控器的研究与设计[160515222394900x]

摘 要随着当今智能控制技术与物联网技术的日益发展，现代化农业的技术发展水平也在不断提高。对于温室农业，即温室条件下如何能够快速、稳定、高效控制温室内环境因素，以促进温室作物的高产增效，成为了当今现代化农业发展的重要课题之一。本次课题的目的是设计一种基于单片机的环境参数检测控制器，能够实现环境参数的自动调节控制，并利用短消息模块可将环境参数信息远程传送给用户。本课题所设计的监控器系统是以STC12C5A60S2单片机为核心处理器，配以DHT11温湿度传感器和YL-69土壤湿度传感器为主要检测传感器。利用温室内的多传感器进行多参数采集，将数据传送至本地控制器进行处理，并由控制器对相应执行器（加温、加湿、通风、卷帘、补光灯）发出指令进行环境多参数的调节；同时结合远程温室环境参数监测（短消息模块），可实现温室环境参数的远程查询与报警等功能。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 本课题主要研究内容 2
1.4 本章小结 2
2 系统总体方案设计 3
2.1 系统整体功能需求 3
2.2 系统的组成部分 3
2.3 系统工作原理 4
2.4 本章小结 4
3 硬件电路设计 5
3.1 单片机的选型 5
3.2 温湿度传感器的选型与检测电路的设计 6
3.2.1 温湿度传感器的选型 6
3.2.2 温湿度传感器检测电路的设计 7
3.3 土壤湿度传感器的选型与检测电路的设计 7
3.3.1 土壤湿度传感器的选型 7
3.3.2 YL69土壤湿度传感器检测电路的设计 8
3.4 显示模块的选型与电路设计 8
3.4.1 显示模块的选型 8
3.4.2 LCD1602外围电路设计 9
3.5 报警及执行器动作电路的设计 9
3.6 硬件电路原理图 10
3.7 本章小结 11
4 软件程序设 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072* 
计 12
4.1 系统软件主流程图 12
4.2 系统各模块程序 12
4.2.2 数据采集模块 13
4.2.3 显示模块 14
4.3 系统初始化程序 15
4.4 本章小结 16
5 数据融合技术 17
5.1 温室环境多参数智能监控器测量的主要参数 17
5.1.1 温度参数 17
5.1.2 湿度参数 17
5.1.3 土壤湿度参数 17
5.2 数据融合技术的定义及基本原理 17
5.3 数据融合技术的研究方法及应用 18
5.4 自适应加权融合算法 18
5.5 本章小结 18
6 系统软硬件调试 19
6.1 硬件电路调试 19
6.2 软件电路调试 21
7 总结与展望 23
7.1 总结 23
7.2 展望 23
7.3 对环境及社会的可持续性发展的影响 23
参考文献 24
附 录 25
附录1 系统硬件电路原理图 25
附录2 软件程序 26
1 绪论
1.1 课题背景和意义
随着当今智能控制技术与物联网技术的日益发展，现代化农业的技术发展水平也在不断提高。对于温室农业，即温室条件下如何能够快速、稳定、高效控制温室内环境因素，以促进温室作物的高产增效，成为了当今现代化农业发展的重要课题之一。
在温室内，人们可以根据作物的生长尽可能的调节温室条件下的环境因素（如：空气的温、湿度，土壤水分浓度、土壤含肥量、二氧化碳浓度、光照度等），从而达到温室内作物的生长最优环境，并且能够实时监测与控制温室环境参数，这样就可以在一年四季当中获得优质或者高产量的温室作物，可进一步提高农业的经济效益，并给人们的生活带来丰富的农产品物质基础。
1.2 国内外研究现状
早在二十世纪六十年代，关于这一类的课题就已经被国外一些发达国家所提出并着手研究。最初仅仅是简单的组合一些仪表来使用，仅能够做到对温室环境的监测，但需要人工记录数据并手动调节相关执行器装置进行各项参数的调节。直到上世纪的八十年代末，温室控制采用了分布式的控制系统，截止到目前为止，现代智能温室环境控制监控系统已经利用计算机智能控制系统及物联网技术来实现多因素数据采集并进行智能控制。
我国的温室控制研究在1980年开始，最初是在国外发达国家的温室控制技术的基础上，掌握并开发了人工气候室内计算机控制技术，但是起初该项技术仅仅限于对温室内光照度、温湿度和二氧化碳浓度等单因素的控制。虽然我国在这项领域中的起步较晚，但是近年来随着现代化农业技术水平的迅速发展，逐步缩小了与国外的差距，正朝着智能化物联网的目标前进。
温室大棚内环境因素监测与控制技术主要是对温室的整体环境进行实时监控。就以培育热带水果的温室大棚为例，监测项目包括温室大棚里的土壤湿度；光照度；空气湿度；加热、加湿器温度释放出空气的温度、湿度；保温层的状态；二氧化碳浓度值和PH调节装置的PH值；而在大棚的外部也可以进行实时监控室外空气中所含有的温度与湿度，室外风速以及太阳光的光照强度等。类似于这洋温室环境监测控制系统能够极大程度上的提高人们的工作效率，同时让无论何时何地的人们都能享用全球各地四季美食，更重要的是减少了很多使用人工去管理成本。
1.3 本课题主要研究内容
通过对课题的背景、意义以及国内外研究现状的分析，本课题主要研究关于温室环境多参数控制器的研究与设计。通过对课题任务的分析、系统方案的设计以及软硬件电路的设计与调试，实现控制器的各项基本功能。
本论文共分七个章节，具体章节内容如下所示：

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