基于stm32的智能温室大棚控制系统(附件)【字数:15597】
目录
一、绪论 1
(一)系统设计背景及意义 1
二、系统设计总体方案 2
(一)系统设计总体思路 2
三、系统硬件及电路总体设计 3
(一)MCU最小系统的设计 3
(二)环境感应模块的设计 5
(三)蓝牙模块的设计 11
(四)继电器模块的设计 12
(五)其他重要电路的设计 14
四、系统软件总体设计 15
(一)主程序设计 15
(二)显示模块设计 16
(三)检测模块设计总体 18
(四)控制模块总体设计 22
五、系统总体测试 23
(一)硬件电路测试 23
(二)系统测试总结 32
六、总结 32
致谢 33
参考文献 33
附录一 原理图 34
附录二 主程序 35
一、绪论
(一)系统设计背景及意义
1、课题背景
在我们的日常生活中,蔬菜是我们需求量最大的食物。近年来,我国设施蔬菜产业发展规模实现了质的飞跃。从许多农业专项规划中我们可以知道,如果我们想为蔬菜提供一个健康安全生长的环境,温室大棚设施蔬菜栽培技术可以满足蔬菜的所有需求。它可以解决地理环境和传统式生产制造标准的管束,得到增产、高效率、高品质、安全性的蔬菜商品的现代化农业生产模式。它具备技术设备化、步骤专业化、方式规模化、管理现代化的特性。相关专业人士的统计在2010年的时候,蔬菜的种植面积在我们国家已经达到了2.3亿亩上下, *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072*
产量5亿吨,人均占有量从原来的170kg左右增加到了370kg左右,其中温室大棚蔬菜总产量超过1.7亿吨,占蔬菜总产量的25%。近些年,我国温室大棚蔬菜面积、产量及产值一直都在不断扩大,而且每年我们国家都会增加两百多万亩的面积。专家预测截至2021年温室大棚蔬菜播种面积将会达到6200万亩。如此温室大棚发展空间广阔。目前全国温室大棚蔬菜产品丰富了提高大城市的蔬菜食物自给率,抑止了淡季蔬菜价钱的增涨。可是大城市的粮食自给率不上30%。提高大城市的蔬菜自给率,需要进一步发展温室大棚,增加淡季蔬菜供应量。
2、课题研究意义
目前市面上的温室大棚缺少一定的智能化且逐渐显出其弊端。一是对于大棚内的温度、湿度等环境监测大部分都是通过人工进行巡查,则环境状况就得不到24小时的监察。二是环境调控设备开关都是由人工操作因此加大了人工的劳动成本,此外,如果环境控制设备不能及时打开和关闭,将导致蔬菜在生长过程中发育不良。如果病情严重,可能会导致蔬菜直接死亡。止于此,蔬菜的生长环境得不到高质量的保障。
于是,我们对温室大棚实行智能化控制,将对以往温室大棚的管理模式做出改变,将温室大棚统一起来进行管理。另外还加上新型的远程管理模式,这样,我们就可以在不靠近温室的情况下了解温室的环境并控制温室内的设备。这将减少许多不必要的手动操作。考虑到网络连接问题,我们在功能上设置了蓝牙和现场自动调控两种方式可同时进行,所以方便了部分网络不太畅通的地区。本项目主要研究模块化设计和单片机,单片机主要的职责就是对大棚环境的监测和外设的控制,模块化设计可以为以后的设备更换提供方便。
3、国内外研究现状
截至目前,国外发展中国家正在研究温室环境的配套工程技术,并取得了相应的成果。以荷兰为首的一些欧美国家已经开发出一种系统,可以智能地控制温室内的水、氧气和肥料。美国、日本等国家也都发布了现如今世界最专业的封闭式生产系统,其原理是利用现代通信技术和图象技术性远程操作温室自然环境,在智能机器人或机械手臂上实现移殖工作中的“绿色工厂”。美国和西班牙还利用次温管理方法技术性操纵盆栽花卉、水果和蔬菜等商品的开花和成熟,以填充生产制造销售市场的缺口。伦敦大学农业科学院开发设计的温室电子计算机遥控器系统软件可以观查50千米之外温室内温湿度记录等自然环境情况,并进行遥控。
与此同时,中国在温室研究方面也取得了突破性进展。在科技部领导下,中国农业科研人员解决了品种选育的关键问题,通过吸收前人的研究成果和在此基础上的技术创新,设施栽培和温室内二氧化碳等环境因素的综合调控。与此同时,国内相关农业科研院所还在温室环境管理体系、栽培方法和增加二氧化碳方面开展了相应的研究工作,初步形成了具有中国特色的现代设施农业技术体系。至此,新型科研成果逐渐诞生。例如北京农用机械研究所开发出环保节能日光温室温室大棚,融入多种多样行业的新式温室温室大棚、智能化温室环境智能控制系统等设备和机器设备,适应能力很强。国家农牧业网络技术科学研究也开发了温室环境信息处理系统,中国农业科学院农业气象研究所高校和蔬菜水果化研究所也开发了温室环境和智能管理系统,利用VISUALBASIC语言开发了根据WINDOWS电脑操作系统的管理软件。中国的智能温室控制系统需要进一步发展。不断增长的科研成果表明,我国温室智能控制系统的发展面临着更多的挑战。
4、发展趋势
随着现代农业生产技术的不断发展,智能温室在现如今农业中激发着愈来愈关键的功效。不久的将来,伴随着家庭农场等农业组织的诞生,智能温室的发展将加快。未来,温室将不再过于依赖劳动力,大多数从事农业种植的人将不必花费大量时间种植蔬菜。只要我们充分利用智能温室这一新型蔬菜栽培方式,不仅可以提高家庭农场等地的单位产值,还可以加快种养业、企业管理的发展,实现种养业收入的最大化。未来,智能温室将以开放、多元化、多层次、综合的方式发展,为今后中国农业综合现代化奠定坚实的基础。
二、系统设计总体方案
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