花卉温室监控系统的设计与实现(附件)【字数：9687】
摘 要随着社会的不断发展进步，传统的农业模式已经满足不了当代人类的需求，智能化农业的出现极大地解决了这一问题。作为当代化农业的重要组成部分，温室大棚能够为农作物的生长创造适宜的生长环境且不受任何季节的影响，而计算机技术的飞速发展和自动化控制的迅猛发展，温室大棚的智能化呼之欲出，极大地方便了种植户们的需求。本文就是针对此，设计开发的一款软硬件结合的可智能调控温室内的土壤湿度、空气温度、空气湿度以及光照的温室大棚智能种植系统。本系统基于51单片机和Android开发的温室大棚，本系统主要有以下几个模块温度模块、湿度模块、光照模块、无线通信模块、APP监控模块、显示模块。该系统可以实时采集和控制温室大棚内的光照强度、土壤湿度和温湿度，并且可以在手机APP上查看这些数和进行远端操控，便于减轻了温室大棚种植户的工作量，保证了花卉良好的生长环境，提高了花卉的产量，从而增加种植户收益。经过测试，本系统可以实现温室大棚的基本要求，从而能够更加合理的提高种植户经济效益。
目录
第1章 绪论 6
1.1智能温室监控的概念 6
1.2课题研究的目的和意义 6
1.3花卉温室国内外研究现状 6
1.3.1国外研究现状 6
1.3.2国内研究现状 7
1.4本系统设计的主要内容 8
第2章 花卉温室监控系统的需求分析 9
2.1系统总体需求分析 9
2.2功能需求 9
2.3性能需求 10
2.4温室系统硬件需求 10
2.4.1单片机选择 10
2.4.2 LCD显示屏选择 11
2.4.3传感器选择 11
2.4.4 wifi选择 14
第3章 硬件系统设计与实现 15
3.1单片机主控电路设计以及系统架构图 15
3.2 传感器采集数据设计 16
3.2.1温湿度传感器模块 16
3.2.2光照传感器模块 17
3.2.3土壤湿度传感器模块 18
3.3实时显示模块设计 19
3.4 WIFI模块设计 19
3.5电路设计原理图 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0
3.6 PCB印刷电路 20
第4章 软件系统设计与实现 22
4.1语言介绍 22
4.2手机APP功能模拟以及系统流程图 22
4.3手机界面设计 23
4.4手机APP设计程序 24
4.4.1接收数据设计 24
4.4.2发送数据设计 26
第5章 系统测试 27
5.1各功能模块测试 27
5.2APP运行测试 29
5.3软硬件结合测试 30
第6章 总结与展望 32
6.1总结 32
6.2展望 32
参考文献 33
致谢 33
第1章 绪论
1.1智能温室监控的概念
智能化的温室控制，即是在现代化农业中，生产发展演变出的一种新型农业生产模式。它依附于现代农业科技，以及农业生产技术的进步而发展。它内部系统完整，可以根据生产者的需要调整其各个因素，如温度，湿度，肥料，空气以及水分。保证了，生产过程中农业种植上一切不稳定因素影响到农业生产的正常生长。通过采取智能温室控制技术可以实现农业生产产量增加，推动农业生产技术的发展，带动农业经济发展，为农民增加收入，提高国家GDP水平。智能温室控制系统主要由中央控制系统和信号接收系统以及中心研发系统组成
1.2课题研究的目的和意义
随着半导体技术的发展，超大规模集成电路已经实现了小型化、高效化，同时计算机应用技术，传感器技术和网络通信技术的发展，使得以单片机为主控模块的系统开始应用于生活和生产中的各个领域，为提高生产力做出了巨大的贡献[1]。
我国是一个农业大国，拥有世界上最多的农业人口，虽然改革开放以后，我国的经济取得了长足的发展，但是在农业上得到的发展却是非常有限的，我们在进行温室大棚种植过程中，由于技术不够成熟，生产过程中没有及时调整，也会遇到许许多多的问题。比如本该是自动化环节中测量大棚空气水分等数值的部分依旧是靠人工获取，科技化程度低。加之一些智能农业监控系统，成本昂贵，维修成本高，使得一些农户无法独立承受该支出，国家相关支持政策也还未出台。
通过软硬件结合的方式，提高了智能化水平和可操作性的同时，系统使用的硬件价格较为便宜，核心控制模块采用技术成熟的功能丰富的51单片机，开发成本较低，并且专门针对单体大棚用户进行模块化设计，易于操作和维护管理[2]。
1.3花卉温室国内外研究现状
1.3.1国外研究现状
在国外，关于温室农业监控技术早在1971年就已经在农业生产中被使用。美国就是最早将人工智能技术运用在农业上的国家。而后到了80年代末这些国家已经出现了无人制实时监测机制，它采用多端监控加上中心计算机处理系统同时运用，在温室农业生产技术的发展速度上保持稳定前进，开始走向无人化、全自动化。自动化技术应用于农业生产上的国家，美国的单位面积的农产品产量也领先于全世界[3]。在温室大棚的管理上，美国现有的技术已经比较成熟，可以根据农作物的生长习性和所需的条件对以微型计算机作为主控芯片的控制系统设定目标条件，再通过对温室内的温度，湿度，光照强度等的检测，和目标条件进行实时对比，并产生控制信号通过加热装置，水气阀门等实现浇水，通风，加热降温等的自动控制[4]。这种自控控制技术使得农场变得智能化，有效提高了生产力和农作物产量。值得一提的是，日本已经开始在农业生产的初期例如播种、浇水和喷洒农药等环节，开始了解放人力的尝试[5]。他们根据植物生长的习性，将农作物不同阶段需要的温度、湿度和种植相关技术编入电脑系统，实行计算机实时监控和生产计划。他们会根据生产过程中任何一个因素的变化，其他随性因素也会发生变化，例如在日照时间短于预期时间时，其二氧化碳含量将会降低，空气中的温度和湿度也会随着变化。在欧洲国家以及北美国家，还采用了对成熟农作物实施数量控制，以便于适应不同季度季节，市场对不同农作物的需求量。甚至可以做到远程监控观测60公里之外的温室监控大棚内水空气温度，湿度等环境状况[6]。
目录
第1章 绪论 6
1.1智能温室监控的概念 6
1.2课题研究的目的和意义 6
1.3花卉温室国内外研究现状 6
1.3.1国外研究现状 6
1.3.2国内研究现状 7
1.4本系统设计的主要内容 8
第2章 花卉温室监控系统的需求分析 9
2.1系统总体需求分析 9
2.2功能需求 9
2.3性能需求 10
2.4温室系统硬件需求 10
2.4.1单片机选择 10
2.4.2 LCD显示屏选择 11
2.4.3传感器选择 11
2.4.4 wifi选择 14
第3章 硬件系统设计与实现 15
3.1单片机主控电路设计以及系统架构图 15
3.2 传感器采集数据设计 16
3.2.1温湿度传感器模块 16
3.2.2光照传感器模块 17
3.2.3土壤湿度传感器模块 18
3.3实时显示模块设计 19
3.4 WIFI模块设计 19
3.5电路设计原理图 2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
0
3.6 PCB印刷电路 20
第4章 软件系统设计与实现 22
4.1语言介绍 22
4.2手机APP功能模拟以及系统流程图 22
4.3手机界面设计 23
4.4手机APP设计程序 24
4.4.1接收数据设计 24
4.4.2发送数据设计 26
第5章 系统测试 27
5.1各功能模块测试 27
5.2APP运行测试 29
5.3软硬件结合测试 30
第6章 总结与展望 32
6.1总结 32
6.2展望 32
参考文献 33
致谢 33
第1章 绪论
1.1智能温室监控的概念
智能化的温室控制，即是在现代化农业中，生产发展演变出的一种新型农业生产模式。它依附于现代农业科技，以及农业生产技术的进步而发展。它内部系统完整，可以根据生产者的需要调整其各个因素，如温度，湿度，肥料，空气以及水分。保证了，生产过程中农业种植上一切不稳定因素影响到农业生产的正常生长。通过采取智能温室控制技术可以实现农业生产产量增加，推动农业生产技术的发展，带动农业经济发展，为农民增加收入，提高国家GDP水平。智能温室控制系统主要由中央控制系统和信号接收系统以及中心研发系统组成
1.2课题研究的目的和意义
随着半导体技术的发展，超大规模集成电路已经实现了小型化、高效化，同时计算机应用技术，传感器技术和网络通信技术的发展，使得以单片机为主控模块的系统开始应用于生活和生产中的各个领域，为提高生产力做出了巨大的贡献[1]。
我国是一个农业大国，拥有世界上最多的农业人口，虽然改革开放以后，我国的经济取得了长足的发展，但是在农业上得到的发展却是非常有限的，我们在进行温室大棚种植过程中，由于技术不够成熟，生产过程中没有及时调整，也会遇到许许多多的问题。比如本该是自动化环节中测量大棚空气水分等数值的部分依旧是靠人工获取，科技化程度低。加之一些智能农业监控系统，成本昂贵，维修成本高，使得一些农户无法独立承受该支出，国家相关支持政策也还未出台。
通过软硬件结合的方式，提高了智能化水平和可操作性的同时，系统使用的硬件价格较为便宜，核心控制模块采用技术成熟的功能丰富的51单片机，开发成本较低，并且专门针对单体大棚用户进行模块化设计，易于操作和维护管理[2]。
1.3花卉温室国内外研究现状
1.3.1国外研究现状
在国外，关于温室农业监控技术早在1971年就已经在农业生产中被使用。美国就是最早将人工智能技术运用在农业上的国家。而后到了80年代末这些国家已经出现了无人制实时监测机制，它采用多端监控加上中心计算机处理系统同时运用，在温室农业生产技术的发展速度上保持稳定前进，开始走向无人化、全自动化。自动化技术应用于农业生产上的国家，美国的单位面积的农产品产量也领先于全世界[3]。在温室大棚的管理上，美国现有的技术已经比较成熟，可以根据农作物的生长习性和所需的条件对以微型计算机作为主控芯片的控制系统设定目标条件，再通过对温室内的温度，湿度，光照强度等的检测，和目标条件进行实时对比，并产生控制信号通过加热装置，水气阀门等实现浇水，通风，加热降温等的自动控制[4]。这种自控控制技术使得农场变得智能化，有效提高了生产力和农作物产量。值得一提的是，日本已经开始在农业生产的初期例如播种、浇水和喷洒农药等环节，开始了解放人力的尝试[5]。他们根据植物生长的习性，将农作物不同阶段需要的温度、湿度和种植相关技术编入电脑系统，实行计算机实时监控和生产计划。他们会根据生产过程中任何一个因素的变化，其他随性因素也会发生变化，例如在日照时间短于预期时间时，其二氧化碳含量将会降低，空气中的温度和湿度也会随着变化。在欧洲国家以及北美国家，还采用了对成熟农作物实施数量控制，以便于适应不同季度季节，市场对不同农作物的需求量。甚至可以做到远程监控观测60公里之外的温室监控大棚内水空气温度，湿度等环境状况[6]。
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