光伏农业大棚软件设计
随着科技的发展和能源形势的严峻，在现实生活中，光伏农业大棚有着非常广泛的应用。本次设计的光伏农业大棚，是利用太阳能电池板将太阳辐射能直接转换为电能，提供给农业大棚使用。采用了以STC89C52单片机作为光伏农业大棚的控制核心，采用各类传感器对棚内温度、湿度进行监测，并将监测结果显示在显示器上，设置温度、湿度的上、下限值，当棚内温度过高时打开风扇进行散热，过低时关闭风扇、打开加热器进行加热；当棚内湿度过高时关闭水泵，过低时打开水泵。通过控制这些设备使其温湿度保持在适宜范围内。本设计结构简单，具有一定的智能化。
关键词 光伏农业, stc89c52单片机 ,传感器 ,智能化
目 录
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外发展状况分析 2
1.3 对课题研究启发 3
2 系统总体设计 3
2.1 系统功能模块的划分 3
2.2 模块软件设计语言的选择 4
3 系统硬件的选择 4
3.1 单片机的选择 4
3.2 液晶显示屏的选择 6
3.3 温湿度传感器的选择 8
3.4 无线模块的选择 9
4 系统软件的设计 11
4.1 软件设计需要完成的任务 11
4.2 系统软件结构的设计 12
4.2.1 系统软件的结构 12
4.2.2 软件总体设计框图 12
4.3 系统模块软件的主要程序设计 14
4.3.1 液晶显示 14
4.3.2 温、湿度上下限设置 17
4.3.3 远程控制 18
4.3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
远程监视 19
4.3.5 数据比较 20
4.3.6 串口数据处理 21
5 光伏农业大棚的软件的调试以及电路图仿真 22
5.1 光伏农业大棚的软件调试 22
5.2 光伏农业大棚的电路图仿真 23
5.3 光伏农业大棚的实物调试 25
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录1 主机电路原理图 31
附录2 节点电路原理图 31
附录3 程序清单 32
1 绪论
光伏农业大棚是将现代化的农业和清洁能源相联合起来的。它是作为一种土地综合使用的新形土地形式而发展的，在一定程度上，光伏农业大棚的目标是要使用干净、清洁的能源来实现农业的现代化生产，从而获得最大利益。光伏农业大棚的建造使用的土地面积很少，不会影响土地的性质，而且光伏组件是被放置在农业大棚的顶上，这就能够将立体空间也使用起来，且能够产生清洁干净的电能，供给光伏农业大棚内的设备使用。而且能够增加供电可再生能源的比例，最终达到双向效益。光伏农业大棚满足现在所提倡的绿色意识，在项目实施的过程中，对环境不会造成污染，对人体不会造成危害，可以真正地实现绿色农业生产，从而实现生态农业的目标。光伏大棚项目可以将农业的生产活动和科技的演示等结合在一起，使各个部分聚集成一个整体，实现劣势互补，优势加强的作用。使当地经济得到繁荣，最终能够达到建成富有省市特色的农业楷模和窗口的目标。
1.1 课题背景及意义
世界上最大的煤炭消耗国是我国，其中煤为主要的能源消耗品。据统计，我国人口已达13亿，平均每人能够消费的能源仍很少，所以能源形势十分严峻。对于非可再生能源的开采和消耗，例如矿产资源和能源等，会在很大程度上造成环境破坏和污染，所以我们要倡导节能减排，提高民众意识。光伏农业大棚主要建设在远离城市的郊区和一些乡村地域，因为这些地区电能的普及不广，很多地方的电能等资源都十分缺乏，然而由于环境、地理等因素的问题使得以往的电网铺设很难进行。国家对能源问题和农业问题的重视度很高，而且正在逐步加深，这在很多方面都能体现，例如在相关的政策上予以扶助，还发布了许多优惠条件等。
光伏农业大棚是光伏应用的一种新的模式。有诸多的优势：
1、能够减缓人地冲突，推进社会经济的可持续发展。光伏农业大棚的光伏组件被放置在农业大棚的顶上，这就不会占据到农作物种植的面积，对土地利用性质也没有转变和影响作用，因此在一定程度上就可以起到能够节省土地资源的效果。在我国人口迅速增长，而耕地却逐步削减的，人均面积并不多的国情下，光伏农业大棚能够起到积极作用。另一方面，光伏农业大棚是在原来的农业耕地上建造的，土地性质不会转变。我们可以在发展现代农业的同时，将第二、三产业与第一产业结合起来，作为农业的配套产品共同发展。并且可以直接提高当地农民的经济收入。?
2、可灵活创造满足不同农作物生长的环境。太阳能电池板的种类很多，透光率也不一样，将其安装在农业大棚上，可以获得不同的照明条件。根据所种植的农作物选取合适的太阳能电池板，以满足不同农作物的生长需求。?
3、可以供给自身用电。使用棚顶的太阳能电池板发出的电能够提供给农业大棚内的设备使用，例如风扇、水泵、照明灯等，还可以将用不完的的电通过申请后并网，出售给电网公司从而带来盈利，为投资企业带来效益。?
4、是生产绿色农业的新路径。与以往的农业相比，对科技因素方面的付出更为看重，对劳动者素质的提高更为看重，对经营管理方面更为看重。光伏农业是一种农业生产的新式经营模式，能够实现推行和使用地区农业科学技术的目标。光伏农业大棚将成为一种支撑型产业，带领农业达成科技化和产业化，带来地区农业的增收和农民的增收。
5、种植经济价值高的农作物。光伏农业大棚可以种植一些绿色的、不是当季的蔬菜，或者一些价格高昂、对环境因素要求高的花卉和稀有中草药，并且大规模种植，重点培养，在这基础上，适度发展一些具有观赏性苗木的种植，从而实现单位土地上的收益最大化。
6、可发展为观光农业。可选取交通便利且具有良好优势的区位作为光伏农业大棚的建造基地，在光伏农业大棚内种植具有观赏性的苗木，开发建设农业旅游资源例如农业生产采摘等活动，充分利用两大资源优势，农业生产和生态环境，发展观光、休闲和体验等多种形式的旅游项目，形成具有特色化、规模化的观光农业。?
1.2 国内外发展状况分析
自古到今，中国经历了多次农业改革，刀耕火种是最早一次农业改革，经过长时期的发展和实践的积累，随后进入了第二次农业革命，使农业迎来了机械化时代，将人类从繁重的农业耕作活动中解脱出来，解放了双手。那么第三次农业改革将是什么？答案将是光伏农业。
一经推出光伏农业大棚项目，大家便都力捧它，认为他是整个光伏行业重振雄风的重要措施，而光伏农业大棚对于国内农业的发展也具有不可忽视的重要作用。农业大棚因为光伏而增添了高科技的因素，从而使人类对其有了一个新的认识。从长远的角度看，在中国的农业转型的过程当中，光伏农业大棚的发展有着非常重要的作用。
新能源代表着绿色转型的未来，新农业代表着国民经济的基础，是民生的根本。最传统的农业因为光伏而焕发出了新的活力。目前，在世界农业温室大棚的面积比较中，我国位居第一。其中除一些简易设备外如小型拱棚，其他的农业大棚都是十分珍贵的光伏发电资源，例如日光温室和塑料大棚的面积已经达到2000000公顷，可以作为一个建设光伏农业大棚的良好基础。因为农业大棚具有完备的分布式发电与电网连接的条件，他们每每都是成片成片的连接在一起的。据调查，江苏省、山东省、江西省等地区都是原有的农业大发展的地区，自然因素优越，阳光条件较好，而且农业大棚的数量众多，因此，成为了光伏农业大棚项目的主要集中地。到2012年，中国蔬菜的种植面积已经将近有3亿亩，大棚蔬菜面积保守估计在五千万亩左右，可见太阳能温室大棚具有极为广阔的市场。
1 绪论 1
1.1 课题背景及意义 1
1.2 国内外发展状况分析 2
1.3 对课题研究启发 3
2 系统总体设计 3
2.1 系统功能模块的划分 3
2.2 模块软件设计语言的选择 4
3 系统硬件的选择 4
3.1 单片机的选择 4
3.2 液晶显示屏的选择 6
3.3 温湿度传感器的选择 8
3.4 无线模块的选择 9
4 系统软件的设计 11
4.1 软件设计需要完成的任务 11
4.2 系统软件结构的设计 12
4.2.1 系统软件的结构 12
4.2.2 软件总体设计框图 12
4.3 系统模块软件的主要程序设计 14
4.3.1 液晶显示 14
4.3.2 温、湿度上下限设置 17
4.3.3 远程控制 18
4.3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
远程监视 19
4.3.5 数据比较 20
4.3.6 串口数据处理 21
5 光伏农业大棚的软件的调试以及电路图仿真 22
5.1 光伏农业大棚的软件调试 22
5.2 光伏农业大棚的电路图仿真 23
5.3 光伏农业大棚的实物调试 25
结 论 28
致 谢 29
参 考 文 献 30
附录1 主机电路原理图 31
附录2 节点电路原理图 31
附录3 程序清单 32
1 绪论
光伏农业大棚是将现代化的农业和清洁能源相联合起来的。它是作为一种土地综合使用的新形土地形式而发展的，在一定程度上，光伏农业大棚的目标是要使用干净、清洁的能源来实现农业的现代化生产，从而获得最大利益。光伏农业大棚的建造使用的土地面积很少，不会影响土地的性质，而且光伏组件是被放置在农业大棚的顶上，这就能够将立体空间也使用起来，且能够产生清洁干净的电能，供给光伏农业大棚内的设备使用。而且能够增加供电可再生能源的比例，最终达到双向效益。光伏农业大棚满足现在所提倡的绿色意识，在项目实施的过程中，对环境不会造成污染，对人体不会造成危害，可以真正地实现绿色农业生产，从而实现生态农业的目标。光伏大棚项目可以将农业的生产活动和科技的演示等结合在一起，使各个部分聚集成一个整体，实现劣势互补，优势加强的作用。使当地经济得到繁荣，最终能够达到建成富有省市特色的农业楷模和窗口的目标。
1.1 课题背景及意义
世界上最大的煤炭消耗国是我国，其中煤为主要的能源消耗品。据统计，我国人口已达13亿，平均每人能够消费的能源仍很少，所以能源形势十分严峻。对于非可再生能源的开采和消耗，例如矿产资源和能源等，会在很大程度上造成环境破坏和污染，所以我们要倡导节能减排，提高民众意识。光伏农业大棚主要建设在远离城市的郊区和一些乡村地域，因为这些地区电能的普及不广，很多地方的电能等资源都十分缺乏，然而由于环境、地理等因素的问题使得以往的电网铺设很难进行。国家对能源问题和农业问题的重视度很高，而且正在逐步加深，这在很多方面都能体现，例如在相关的政策上予以扶助，还发布了许多优惠条件等。
光伏农业大棚是光伏应用的一种新的模式。有诸多的优势：
1、能够减缓人地冲突，推进社会经济的可持续发展。光伏农业大棚的光伏组件被放置在农业大棚的顶上，这就不会占据到农作物种植的面积，对土地利用性质也没有转变和影响作用，因此在一定程度上就可以起到能够节省土地资源的效果。在我国人口迅速增长，而耕地却逐步削减的，人均面积并不多的国情下，光伏农业大棚能够起到积极作用。另一方面，光伏农业大棚是在原来的农业耕地上建造的，土地性质不会转变。我们可以在发展现代农业的同时，将第二、三产业与第一产业结合起来，作为农业的配套产品共同发展。并且可以直接提高当地农民的经济收入。?
2、可灵活创造满足不同农作物生长的环境。太阳能电池板的种类很多，透光率也不一样，将其安装在农业大棚上，可以获得不同的照明条件。根据所种植的农作物选取合适的太阳能电池板，以满足不同农作物的生长需求。?
3、可以供给自身用电。使用棚顶的太阳能电池板发出的电能够提供给农业大棚内的设备使用，例如风扇、水泵、照明灯等，还可以将用不完的的电通过申请后并网，出售给电网公司从而带来盈利，为投资企业带来效益。?
4、是生产绿色农业的新路径。与以往的农业相比，对科技因素方面的付出更为看重，对劳动者素质的提高更为看重，对经营管理方面更为看重。光伏农业是一种农业生产的新式经营模式，能够实现推行和使用地区农业科学技术的目标。光伏农业大棚将成为一种支撑型产业，带领农业达成科技化和产业化，带来地区农业的增收和农民的增收。
5、种植经济价值高的农作物。光伏农业大棚可以种植一些绿色的、不是当季的蔬菜，或者一些价格高昂、对环境因素要求高的花卉和稀有中草药，并且大规模种植，重点培养，在这基础上，适度发展一些具有观赏性苗木的种植，从而实现单位土地上的收益最大化。
6、可发展为观光农业。可选取交通便利且具有良好优势的区位作为光伏农业大棚的建造基地，在光伏农业大棚内种植具有观赏性的苗木，开发建设农业旅游资源例如农业生产采摘等活动，充分利用两大资源优势，农业生产和生态环境，发展观光、休闲和体验等多种形式的旅游项目，形成具有特色化、规模化的观光农业。?
1.2 国内外发展状况分析
自古到今，中国经历了多次农业改革，刀耕火种是最早一次农业改革，经过长时期的发展和实践的积累，随后进入了第二次农业革命，使农业迎来了机械化时代，将人类从繁重的农业耕作活动中解脱出来，解放了双手。那么第三次农业改革将是什么？答案将是光伏农业。
一经推出光伏农业大棚项目，大家便都力捧它，认为他是整个光伏行业重振雄风的重要措施，而光伏农业大棚对于国内农业的发展也具有不可忽视的重要作用。农业大棚因为光伏而增添了高科技的因素，从而使人类对其有了一个新的认识。从长远的角度看，在中国的农业转型的过程当中，光伏农业大棚的发展有着非常重要的作用。
新能源代表着绿色转型的未来，新农业代表着国民经济的基础，是民生的根本。最传统的农业因为光伏而焕发出了新的活力。目前，在世界农业温室大棚的面积比较中，我国位居第一。其中除一些简易设备外如小型拱棚，其他的农业大棚都是十分珍贵的光伏发电资源，例如日光温室和塑料大棚的面积已经达到2000000公顷，可以作为一个建设光伏农业大棚的良好基础。因为农业大棚具有完备的分布式发电与电网连接的条件，他们每每都是成片成片的连接在一起的。据调查，江苏省、山东省、江西省等地区都是原有的农业大发展的地区，自然因素优越，阳光条件较好，而且农业大棚的数量众多，因此，成为了光伏农业大棚项目的主要集中地。到2012年，中国蔬菜的种植面积已经将近有3亿亩，大棚蔬菜面积保守估计在五千万亩左右，可见太阳能温室大棚具有极为广阔的市场。
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