水稻育种智能多路测控系统的研究硬件部分
水稻育种智能多路测控系统的研究硬件部分[20200102175441]
生活生产中的重要的参数。本设计为水稻育种智能多路检测系统的研究，其主要内容为基于单片机对水稻育种时的温度和湿度的检测和控制系统的研究，采用模块化、层次化的设计。用新型的智能温湿度传感器DHT11主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度的信号通过无线模块nRF905进行传输，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号，实现对温湿度的控制报警和驱动。显示部分采用LCD1602液晶显示所测温湿度值。报警系统根据设定报警的上下限值实现报警功能。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高、具有一定的实用价值。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机,温湿度传感器,LCD显示
目录
1 引言 1
1.1 课题来源与意义 1
1.2 课题在国内外发展状况 1
1.3 本课题中采用的主要技术 3
2 水稻育种智能多路测控系统的总体设计 3
2.1 系统的总体设计 3
3 水稻育种智能多路检测系统的硬件设计 5
3.1 处理器 5
3.2 晶振电路与时钟电路的设计 8
3.3 键盘电路的设计 9
3.4 温湿度采集电路设计 11
3.5 无线通信电路设计 15
3.6 串口通信模块设计 18
3.7 显示电路的设计 19
3.8 供电电路电路及报警电路设计 21
3.9 输出控制电路的设计 23
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录 原理图A 31
附录 原理图B 32
附录 原理图C 33
1 引言
1.1 课题来源与意义
水稻是一种粮食作物。全世界的人民大部分都以它为主食。并在全球的粮食生产中起着至关重要的作用。目前世界上大约有一半的人口依靠稻米为主食，全球大约有90%的水稻种植面积大都集中在亚洲。
自从新中国成立，水稻生产发展迅速，生产条件不断改善，产量和总产量有明显增长趋势，并且已经取得了显著地成就。但是，随着我国工业化和城市化的发展，耕地面积逐渐减少，而我国人口数量去迅猛增大，导致了人均土地特别是耕地数量逐渐变少，因此使得我国农业的可持续发展受到了粮食问题以及农业资源短缺问题的严重考验。
欧美等国在农业信息化方面已取得显著成就，他们都是农业科技水平和农业生产的世界领导者 。
目前，我国正处于全面建设小康社会的关键时期。大力发展农业信息化已成为我国的重要国策。农业信息化已经逐步被越来越多的人们所认可，智能化的农业巡检测控系统是农业信息化建设的一个重要组成部分，并具有广阔的发展前景。
1.2 课题在国内外发展状况
1.2.1 农业自动化发展现状
近年来，国内外在农业技术发展方面有了很大的差距。特别是在自动化发展技术方面，国外发达国家已经设计到了各个领域。美国和德国等国都已将自动化技术应用于农业机械领域，并研发了许多农业机器人，从而代替了如农作物育种、农药喷洒以及作物收割等农事操作。在北美和澳大利亚等一些西方国家，将以全球地位系统、地理信息系统、遥感为核心的“3S”技术与智能化的自动控制系统相结合，应用于农业资源监测与控制、农田灌溉管理、农作物施肥等，促进了数字农业和精确农业的发展。除此之外，欧盟在农业方面也取得了一些显著的成效，其主要体现在信息农业、农业智能测控系统的建设与应用中。综上所述，这些农业自动化技术的应用在很大程度上提高了农业生产自动化管理的定量化水平，有效地推动了世界农业的发展。
国内农业自动化的起步相对较晚。随着我国自动化技术的飞速发展，开始应用于一些农业领域，从而使得自动化技术，计算机技术。传感器技术都得到了飞速的发展，并在各个领域都取得了一些可观的成果。1997年，江苏省农副产品加工机械化研究所利用自动控制技术对谷物进行干燥时，研制出了一种在线测水的装置，之后，还有许多学者相继研究出了一些对谷物干燥过程进行检测和控制的自动化系统，为我国农业自动化的发展奠定了良好的基础。在农业的温室监测以及控制方面，我国也取得了较大的成就。就目前而言，在我国的东北、东南、华北、华南等地都先后建立了一些新型的温室，对各种农作物所需的环境参数进行检测与控制，这些都进一步推动了我国农业自动化的快速发展。但是和发达国家相比，就会发现我国的农业自动化发展水平还较低。经过调查研究发现，我国农业自动化系统的开发应用与发达国家还存在着明显的差距。因此，虽然我国在农业自动化研究在应用方面取得了可喜的成果，但同时我们也应该看到在这些方面我国还依然存在着一些不足之处，需要我们进一步改进和完善。
1.2.2 巡检测控系统研究现状
智能寻检测系统。他主要是可以对自动化的管理系统进行巡检控制，只要是利用信息读取技术 。
国外对于巡检系统的研究相对较早，一些有关在线巡检应用的报道从20世纪90年代就已经开始。在国内，随着近年来计算机技术的迅猛发展，自动控制技术逐渐与巡检工作相结合，使巡检工作进一步规范化、科学化，并且还渗入到了各个领域。目前，这种技术在国内的应用还处于发展时期，大多数硬件设备采用的还是国外的产品，只有少数或是个别企业，采用的是国内的进行过技术改造的产品，但依然存在着一些不足。在软件方面，我国的一些系统应用软件基本能够满足用户的需求，但是产品的功能并不是很健全，一般不能进行网络通信，所以只能在企业的内部使用，而且其使用的灵活程度也不高，应用范围也比较狭窄，在数据处理方面也有一些不足，例如数据处理后的结果与实际结果并不是严格相等，存在少许出入，或是系统处理数据所需要的时间太长，达不到用户的满意程度等。
1.2.3 传感器
传感器是一种检测装置。他能感知信息，并将感知的信息。转换为电信号，或其他形式的信号。然后进行输出。然后进行传输、处理、存储、显示、记录最后进行控制要求。[13]
传感器的典型优点有：
对于传统产业的改造有一定的促进作用，并且更新换代比较快，并且有可能会建立起许许多多的新兴产业。 [10,11]
因此，传感器为人类进步作出杰出贡献。利用温度传感器对水稻的生长温度，生长环境温度进一步的监控，发现异常立刻进行报警，通知工作人员进行调节，达到水稻最佳生长温度[12]。
1.3 本课题中采用的主要技术
根据本课题研究内容其要采用的技术。就好比是人的大脑处理信息一样，也可以叫作为多传感器信息融合技术。也就是各种各样的传感器组合在一起，多层次，多空间在一起进行优化组合处理。我们之所以要进行信息融合，就是想或得各个传感器的各个所感知信息。最后多级别的信息，各种组合的信息进行分析。最后得到更多我们所需要的信息。
1.4 本课题的研究的主要内容
本课题针对我国目前在水稻育种控制中存在的问题，结合现阶段流行的农业信息化技术，将传感器技术、动化技术、计算机技术等新技术应用于水稻的浸种催芽过程，研究了一种新型的水稻育种智能多路检测系统，其研究的主要内容如下：
（1）分析目前我国水稻育种控制方面存在的问题，明确课题研究目标。
（2）根据水稻育种过程，提出系统的总体设计目标、总体设计框图及所要实现的功能。选用型号为STC89C52的单片机来进行电路设计最为合适。涉及电路部分主要包括温湿度采集电路、输出控制报警电路、显示电路、无线通信模块和串口通信模块的设计。
（3）根据系统的设计要求，结合相应的软件设计，进行调试，完成任务。
生活生产中的重要的参数。本设计为水稻育种智能多路检测系统的研究，其主要内容为基于单片机对水稻育种时的温度和湿度的检测和控制系统的研究，采用模块化、层次化的设计。用新型的智能温湿度传感器DHT11主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度的信号通过无线模块nRF905进行传输，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号，实现对温湿度的控制报警和驱动。显示部分采用LCD1602液晶显示所测温湿度值。报警系统根据设定报警的上下限值实现报警功能。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高、具有一定的实用价值。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机,温湿度传感器,LCD显示
目录
1 引言 1
1.1 课题来源与意义 1
1.2 课题在国内外发展状况 1
1.3 本课题中采用的主要技术 3
2 水稻育种智能多路测控系统的总体设计 3
2.1 系统的总体设计 3
3 水稻育种智能多路检测系统的硬件设计 5
3.1 处理器 5
3.2 晶振电路与时钟电路的设计 8
3.3 键盘电路的设计 9
3.4 温湿度采集电路设计 11
3.5 无线通信电路设计 15
3.6 串口通信模块设计 18
3.7 显示电路的设计 19
3.8 供电电路电路及报警电路设计 21
3.9 输出控制电路的设计 23
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录 原理图A 31
附录 原理图B 32
附录 原理图C 33
1 引言
1.1 课题来源与意义
水稻是一种粮食作物。全世界的人民大部分都以它为主食。并在全球的粮食生产中起着至关重要的作用。目前世界上大约有一半的人口依靠稻米为主食，全球大约有90%的水稻种植面积大都集中在亚洲。
自从新中国成立，水稻生产发展迅速，生产条件不断改善，产量和总产量有明显增长趋势，并且已经取得了显著地成就。但是，随着我国工业化和城市化的发展，耕地面积逐渐减少，而我国人口数量去迅猛增大，导致了人均土地特别是耕地数量逐渐变少，因此使得我国农业的可持续发展受到了粮食问题以及农业资源短缺问题的严重考验。
欧美等国在农业信息化方面已取得显著成就，他们都是农业科技水平和农业生产的世界领导者 。
目前，我国正处于全面建设小康社会的关键时期。大力发展农业信息化已成为我国的重要国策。农业信息化已经逐步被越来越多的人们所认可，智能化的农业巡检测控系统是农业信息化建设的一个重要组成部分，并具有广阔的发展前景。
1.2 课题在国内外发展状况
1.2.1 农业自动化发展现状
近年来，国内外在农业技术发展方面有了很大的差距。特别是在自动化发展技术方面，国外发达国家已经设计到了各个领域。美国和德国等国都已将自动化技术应用于农业机械领域，并研发了许多农业机器人，从而代替了如农作物育种、农药喷洒以及作物收割等农事操作。在北美和澳大利亚等一些西方国家，将以全球地位系统、地理信息系统、遥感为核心的“3S”技术与智能化的自动控制系统相结合，应用于农业资源监测与控制、农田灌溉管理、农作物施肥等，促进了数字农业和精确农业的发展。除此之外，欧盟在农业方面也取得了一些显著的成效，其主要体现在信息农业、农业智能测控系统的建设与应用中。综上所述，这些农业自动化技术的应用在很大程度上提高了农业生产自动化管理的定量化水平，有效地推动了世界农业的发展。
国内农业自动化的起步相对较晚。随着我国自动化技术的飞速发展，开始应用于一些农业领域，从而使得自动化技术，计算机技术。传感器技术都得到了飞速的发展，并在各个领域都取得了一些可观的成果。1997年，江苏省农副产品加工机械化研究所利用自动控制技术对谷物进行干燥时，研制出了一种在线测水的装置，之后，还有许多学者相继研究出了一些对谷物干燥过程进行检测和控制的自动化系统，为我国农业自动化的发展奠定了良好的基础。在农业的温室监测以及控制方面，我国也取得了较大的成就。就目前而言，在我国的东北、东南、华北、华南等地都先后建立了一些新型的温室，对各种农作物所需的环境参数进行检测与控制，这些都进一步推动了我国农业自动化的快速发展。但是和发达国家相比，就会发现我国的农业自动化发展水平还较低。经过调查研究发现，我国农业自动化系统的开发应用与发达国家还存在着明显的差距。因此，虽然我国在农业自动化研究在应用方面取得了可喜的成果，但同时我们也应该看到在这些方面我国还依然存在着一些不足之处，需要我们进一步改进和完善。
1.2.2 巡检测控系统研究现状
智能寻检测系统。他主要是可以对自动化的管理系统进行巡检控制，只要是利用信息读取技术 。
国外对于巡检系统的研究相对较早，一些有关在线巡检应用的报道从20世纪90年代就已经开始。在国内，随着近年来计算机技术的迅猛发展，自动控制技术逐渐与巡检工作相结合，使巡检工作进一步规范化、科学化，并且还渗入到了各个领域。目前，这种技术在国内的应用还处于发展时期，大多数硬件设备采用的还是国外的产品，只有少数或是个别企业，采用的是国内的进行过技术改造的产品，但依然存在着一些不足。在软件方面，我国的一些系统应用软件基本能够满足用户的需求，但是产品的功能并不是很健全，一般不能进行网络通信，所以只能在企业的内部使用，而且其使用的灵活程度也不高，应用范围也比较狭窄，在数据处理方面也有一些不足，例如数据处理后的结果与实际结果并不是严格相等，存在少许出入，或是系统处理数据所需要的时间太长，达不到用户的满意程度等。
1.2.3 传感器
传感器是一种检测装置。他能感知信息，并将感知的信息。转换为电信号，或其他形式的信号。然后进行输出。然后进行传输、处理、存储、显示、记录最后进行控制要求。[13]
传感器的典型优点有：
对于传统产业的改造有一定的促进作用，并且更新换代比较快，并且有可能会建立起许许多多的新兴产业。 [10,11]
因此，传感器为人类进步作出杰出贡献。利用温度传感器对水稻的生长温度，生长环境温度进一步的监控，发现异常立刻进行报警，通知工作人员进行调节，达到水稻最佳生长温度[12]。
1.3 本课题中采用的主要技术
根据本课题研究内容其要采用的技术。就好比是人的大脑处理信息一样，也可以叫作为多传感器信息融合技术。也就是各种各样的传感器组合在一起，多层次，多空间在一起进行优化组合处理。我们之所以要进行信息融合，就是想或得各个传感器的各个所感知信息。最后多级别的信息，各种组合的信息进行分析。最后得到更多我们所需要的信息。
1.4 本课题的研究的主要内容
本课题针对我国目前在水稻育种控制中存在的问题，结合现阶段流行的农业信息化技术，将传感器技术、动化技术、计算机技术等新技术应用于水稻的浸种催芽过程，研究了一种新型的水稻育种智能多路检测系统，其研究的主要内容如下：
（1）分析目前我国水稻育种控制方面存在的问题，明确课题研究目标。
（2）根据水稻育种过程，提出系统的总体设计目标、总体设计框图及所要实现的功能。选用型号为STC89C52的单片机来进行电路设计最为合适。涉及电路部分主要包括温湿度采集电路、输出控制报警电路、显示电路、无线通信模块和串口通信模块的设计。
（3）根据系统的设计要求，结合相应的软件设计，进行调试，完成任务。
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