光伏农业大棚硬件部分
目 录
1 引言 1
1.1 课题背景和研究意义 1
1.2 光伏发电的简介与研究现状 1
1.3 项目意义 2
1.4 光伏农业大棚与普通大棚对比 2
1.5 国内外发展现状 3
2 系统方案设计 3
2.1 系统总体设计 3
2.2 方案论证与比较 4
2.3 系统实现方法 7
3 硬件设计 7
3.1 单片机最小系统设计 7
3.2 1602液晶显示模块设计 11
3.3 Power 4432无线模块设计 14
3.4 DHT11温湿度传感器模块的设计 16
3.5 声光报警模块的设计 17
3.6 信号继电器模块的设计 18
4 绘图与制板 18
4.1 AD软件介绍 18
4.2 原理图绘制 19
4.3 PCB板的制作 20
5 软硬件联调 21
5.1 软件概述 21
5.2 系统调试 22
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
附录A 主机原理图 27
附录B 主机PCB图 28
附录C 硬件实物图 29
1 引言
1.1 课题背景和研究意义
光伏农业大棚是由太阳能发电系统，温湿度监控系统，现代高新技术组合为一体的智能温室大棚控制系统，他的上面是太阳能光伏发电，它的结构骨架是钢材制作的，不仅可以保证大棚的采光需求，而且可作为太阳 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
能的绿色发电。太阳能的绿色发电可以在农作物，大棚取暖上得到广泛的应用，由于科学技术在这个领域的发展，从而加快了光伏大棚的研究，光伏大棚发电也是越来越普及了，同样预示着在未来的几十年农业发展的一个趋势。
1.2 光伏发电的简介与研究现状
1.2.1 光伏农业大棚的介绍
光伏农业大棚在建设大型的集中式的光伏发电站相比，光伏农业智能大棚拥有着以下的明显先进：
（1）光伏大棚发电可以安装一个不一样透光度的电池板，这样可以让不同的植物吸收到不同的采光度，也就更加科学化了大棚的发展。
（2）光伏大棚的发电不仅可用于大棚农作物的需要，同样可将多余的电用于电网，按照每度电的价格卖给电网公司。
（3）光伏农业的发展是绿色发展，对环境没有任何的影响，而且可以做到循环发展，现今农业大棚已经与旅游业发展到一起，让更多的城里人闲暇时光可以到生态园来个农家乐，从而品尝到原生态的蔬菜，这也同样带动了大棚农业的发展，增加了人们的收入。
1.2.2 光伏发电的研究现状
现在我国的农业大棚面积是世界的第一位，除了各种小型的农业大棚外，塑料大棚和温室面积也已超过了两百万公顷，已是最珍贵的节能资源。农业大棚可以用于发电和运行，是因为其采取了连接成片的方式。国家的“十二五”规划已经太阳能光伏发电列为了光伏发电建筑的一体化示范项目，可以享受国家针对性的财政补助，多家大型太阳能发电公司已经在光伏行业投入资金，并预估7年左右可以收回成本，建设光伏农业大棚是现代农业和光伏技术的有效结合，在社会，经济，生态效益上，达到了可持续的快速发展，是适合当前国家农业产业政策的。
（1）项目实施的背景和意义
光伏大棚项目是面向科技发展，社会需求，经济发展的需要，项目的可行性，先进性，重要性和在此行业中的地位，都预估可实现的社会和经济效益。
（2）项目背景
国家制定的能源产业发展规划正在全力推进我国可再生能源和新能源的发展，减少二氧化碳的排放，减缓全球气候变暖。根据国家在农业方面出台的一些政策上。在推进社会发展的过程中，将会加快我过光伏行业的发展。在三农工作中和新农村建设中发展光伏智能发电技术。光伏智能发电是将农业开发和光伏发电业相结合起来的一个三农重要项目，可实现资源、能源获得最大收益，使的经济、资源和环境可协调发展。在发展光伏产业时要坚持节约用地的原则、坚持多元化使用的原则。光伏大棚是致力于农业发展原则，坚持实现循环发展。
1.3 项目意义?
光伏发电的项目是为了推动土地资源，环境保护，能源再生，提高空气质量的同时，推动着农业经济朝着现代化农业方向发展。这样的最终目的就是增加了农民收入，加快了新农村建设，农业产值提高，促进了社会发展。光伏发电的原理是利用光伏发电技术，光伏发电将会根据农植物的生长需求，在其正常的生长中，提供必需的温度，湿度，水分的生态环境。由于农作物的生长条件不是单独与其发生直接关系，而是各种因素相互影响，相互联系，要是有任何一个条件不符合它的生长需求，农作物将不能正常的生长，可能会死亡。广东省是地处热带地区，在冬天和早春，它的气候并不利于反季节的生长，在此季节是蔬菜供应的淡季，因此在广东省实施光伏大棚技术具有重要的意义。项目的经济效益，社会效益，以及社会评价都是非常高的，可见该项目是非常可行的。
1.4 光伏农业大棚与普通大棚对比
（1）普通农业大棚：太阳光是直接照射到棚子里面的，这样水分和热能的挥发就会较少，它的优势在于可在大棚里形成反季节种植。
（2）光伏农业大棚：是智能大棚技术与屋顶技术的有效结合，它在保证大棚内植物的正常生长的同时，还集环保，低碳，人文，旅游于一身的新型高科技生态建设项目的功能。
1.5 国内外发展现状
1.5.1 国外现状
荷兰某大学发明了一类采用红外反射光的近辐射，透过光合辐射材料依附于温室的大棚上面，圆弧状的形状作为其采光面，使的太阳光中的近红外辐射反射能汇聚在焦点中，且在焦点上安装光伏组件，目的是用于发电，通过监测，此类型温室一年可发电20kWh，预计经过进一步的优化设计，可以将发电量上升到31kWh，以至于可满足温室生产所需能量。温室运行的效果良好。在光伏空间布置方面，它的光伏组件是31块，约为温室顶部面积的12.9%，对于温室阴影和发电量的影响，其直线布置与上下间的布置是不同的，结果表明，两种布置发电量相差不大。目前，国外的光伏发电主要在日本和欧洲得到研究，欧洲主要是晶硅电池，温室大部分选择玻璃的温室，日本主要研究非晶硅电池，大棚主要以单冻管为主，虽然国外在光伏的研究方面已经取得了快速的发展，但是仍然处于初步的研究阶段。
1.5.2 国内现状
最近两年我过江苏、山东等地都已经开展了光伏发电温室的建设，国家的“太阳工程”和电力企业产业化的需求驱动下，也加快了光伏发电的发展。据统计，目前已有近32?个光伏发电的温室“示范点”，设计方大部分为光伏设备的厂家。?
我们国家的光伏发电为温室类型，一般是连栋温室，也有单栋温室，总体上还是单栋的温室多，其主要由单栋不对称和温室建筑的屋面构成，光伏组件基本上使用具有一定的透光特性太阳能电池，采用了直接嵌入形式和温室采光面组合的结构。调查后发现，每650平米的?单栋光伏发电的温室可供200块光伏组件使用，其发电功率约为15kwp，约为每日发电150kw/h。
1 引言 1
1.1 课题背景和研究意义 1
1.2 光伏发电的简介与研究现状 1
1.3 项目意义 2
1.4 光伏农业大棚与普通大棚对比 2
1.5 国内外发展现状 3
2 系统方案设计 3
2.1 系统总体设计 3
2.2 方案论证与比较 4
2.3 系统实现方法 7
3 硬件设计 7
3.1 单片机最小系统设计 7
3.2 1602液晶显示模块设计 11
3.3 Power 4432无线模块设计 14
3.4 DHT11温湿度传感器模块的设计 16
3.5 声光报警模块的设计 17
3.6 信号继电器模块的设计 18
4 绘图与制板 18
4.1 AD软件介绍 18
4.2 原理图绘制 19
4.3 PCB板的制作 20
5 软硬件联调 21
5.1 软件概述 21
5.2 系统调试 22
结 论 24
致 谢 25
参 考 文 献 26
附录A 主机原理图 27
附录B 主机PCB图 28
附录C 硬件实物图 29
1 引言
1.1 课题背景和研究意义
光伏农业大棚是由太阳能发电系统，温湿度监控系统，现代高新技术组合为一体的智能温室大棚控制系统，他的上面是太阳能光伏发电，它的结构骨架是钢材制作的，不仅可以保证大棚的采光需求，而且可作为太阳 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
能的绿色发电。太阳能的绿色发电可以在农作物，大棚取暖上得到广泛的应用，由于科学技术在这个领域的发展，从而加快了光伏大棚的研究，光伏大棚发电也是越来越普及了，同样预示着在未来的几十年农业发展的一个趋势。
1.2 光伏发电的简介与研究现状
1.2.1 光伏农业大棚的介绍
光伏农业大棚在建设大型的集中式的光伏发电站相比，光伏农业智能大棚拥有着以下的明显先进：
（1）光伏大棚发电可以安装一个不一样透光度的电池板，这样可以让不同的植物吸收到不同的采光度，也就更加科学化了大棚的发展。
（2）光伏大棚的发电不仅可用于大棚农作物的需要，同样可将多余的电用于电网，按照每度电的价格卖给电网公司。
（3）光伏农业的发展是绿色发展，对环境没有任何的影响，而且可以做到循环发展，现今农业大棚已经与旅游业发展到一起，让更多的城里人闲暇时光可以到生态园来个农家乐，从而品尝到原生态的蔬菜，这也同样带动了大棚农业的发展，增加了人们的收入。
1.2.2 光伏发电的研究现状
现在我国的农业大棚面积是世界的第一位，除了各种小型的农业大棚外，塑料大棚和温室面积也已超过了两百万公顷，已是最珍贵的节能资源。农业大棚可以用于发电和运行，是因为其采取了连接成片的方式。国家的“十二五”规划已经太阳能光伏发电列为了光伏发电建筑的一体化示范项目，可以享受国家针对性的财政补助，多家大型太阳能发电公司已经在光伏行业投入资金，并预估7年左右可以收回成本，建设光伏农业大棚是现代农业和光伏技术的有效结合，在社会，经济，生态效益上，达到了可持续的快速发展，是适合当前国家农业产业政策的。
（1）项目实施的背景和意义
光伏大棚项目是面向科技发展，社会需求，经济发展的需要，项目的可行性，先进性，重要性和在此行业中的地位，都预估可实现的社会和经济效益。
（2）项目背景
国家制定的能源产业发展规划正在全力推进我国可再生能源和新能源的发展，减少二氧化碳的排放，减缓全球气候变暖。根据国家在农业方面出台的一些政策上。在推进社会发展的过程中，将会加快我过光伏行业的发展。在三农工作中和新农村建设中发展光伏智能发电技术。光伏智能发电是将农业开发和光伏发电业相结合起来的一个三农重要项目，可实现资源、能源获得最大收益，使的经济、资源和环境可协调发展。在发展光伏产业时要坚持节约用地的原则、坚持多元化使用的原则。光伏大棚是致力于农业发展原则，坚持实现循环发展。
1.3 项目意义?
光伏发电的项目是为了推动土地资源，环境保护，能源再生，提高空气质量的同时，推动着农业经济朝着现代化农业方向发展。这样的最终目的就是增加了农民收入，加快了新农村建设，农业产值提高，促进了社会发展。光伏发电的原理是利用光伏发电技术，光伏发电将会根据农植物的生长需求，在其正常的生长中，提供必需的温度，湿度，水分的生态环境。由于农作物的生长条件不是单独与其发生直接关系，而是各种因素相互影响，相互联系，要是有任何一个条件不符合它的生长需求，农作物将不能正常的生长，可能会死亡。广东省是地处热带地区，在冬天和早春，它的气候并不利于反季节的生长，在此季节是蔬菜供应的淡季，因此在广东省实施光伏大棚技术具有重要的意义。项目的经济效益，社会效益，以及社会评价都是非常高的，可见该项目是非常可行的。
1.4 光伏农业大棚与普通大棚对比
（1）普通农业大棚：太阳光是直接照射到棚子里面的，这样水分和热能的挥发就会较少，它的优势在于可在大棚里形成反季节种植。
（2）光伏农业大棚：是智能大棚技术与屋顶技术的有效结合，它在保证大棚内植物的正常生长的同时，还集环保，低碳，人文，旅游于一身的新型高科技生态建设项目的功能。
1.5 国内外发展现状
1.5.1 国外现状
荷兰某大学发明了一类采用红外反射光的近辐射，透过光合辐射材料依附于温室的大棚上面，圆弧状的形状作为其采光面，使的太阳光中的近红外辐射反射能汇聚在焦点中，且在焦点上安装光伏组件，目的是用于发电，通过监测，此类型温室一年可发电20kWh，预计经过进一步的优化设计，可以将发电量上升到31kWh，以至于可满足温室生产所需能量。温室运行的效果良好。在光伏空间布置方面，它的光伏组件是31块，约为温室顶部面积的12.9%，对于温室阴影和发电量的影响，其直线布置与上下间的布置是不同的，结果表明，两种布置发电量相差不大。目前，国外的光伏发电主要在日本和欧洲得到研究，欧洲主要是晶硅电池，温室大部分选择玻璃的温室，日本主要研究非晶硅电池，大棚主要以单冻管为主，虽然国外在光伏的研究方面已经取得了快速的发展，但是仍然处于初步的研究阶段。
1.5.2 国内现状
最近两年我过江苏、山东等地都已经开展了光伏发电温室的建设，国家的“太阳工程”和电力企业产业化的需求驱动下，也加快了光伏发电的发展。据统计，目前已有近32?个光伏发电的温室“示范点”，设计方大部分为光伏设备的厂家。?
我们国家的光伏发电为温室类型，一般是连栋温室，也有单栋温室，总体上还是单栋的温室多，其主要由单栋不对称和温室建筑的屋面构成，光伏组件基本上使用具有一定的透光特性太阳能电池，采用了直接嵌入形式和温室采光面组合的结构。调查后发现，每650平米的?单栋光伏发电的温室可供200块光伏组件使用，其发电功率约为15kwp，约为每日发电150kw/h。
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