单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作.docx
本科举业企女f<¼题目：单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作此为WOrd版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可以放心下载单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作摘要在当今社会，随着信息化技术的不断发展，各行各业都在不断涌现出各种先进的信息化设备。其中农业领域应用比较多的是农业控制自动化系统，它不仅能够有效提升工作效率而且还能提高农业生产的安全性。我国以农业为主导产业，对于农业生产的各个方面都高度重视，因此在农业领域中，信息技术也得到了广泛的应用。在农业生产过程中，需要根据实际情况对农作物进行相应的管理，比如温度和湿度等等，如果不加以重视的话就可能会导致农作物出现减产现象，从而降低了农民的收入。由于气象条件和土壤质地等多种因素的影响，农作物的生长受到不同程度的干扰，甚至可能对农产品的品质和产量产生负面影响，因此，引入智能化农业控制系统，可以有效地避免这些因素对农作物产量的影响。为了解决影响农作物生长环境的问题，我们设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的农业大棚环境监测控制系统，其中包括单片机模块、空气温湿度传感器模块、土壤温湿度传感器模块、光照强度模、显示模块和按键模块等。该系统结合了硬件电路和软件程序的设计，实现了土壤温湿度、盐碱度、光照强度、空气温湿度等的监测功能、继电器驱动以及显示模块的协同完成。该系统能够根据设定的参数进行数据采集，并通过串口传输进行处理分析。该系统易操作性等多种功能的实现，有效地解决了农业大棚问题，提升了人们的生活品质，满足了人们在不同季节也能享受到想吃食物的需求，同时也推动了经济的快速发展。关键调1：传感器；温湿度；农业大棚；电位器DesignandmanufactureofenvironmentalmonitoringcontrolsystemforagriculturalgreenhousecontrolledbysinglechipmicrocomputerAbstractIntoday,ssociety,withthecontinuousdevelopmentOfinfbrmationtechnology,variousindustriesareconstantlyemergingwithvariousadvancedinformationequipment.Theagriculturalcontrolautomationsystemiswidelyusedintheagriculturalfield,whichnotonlyeffectivelyimprovesworkefficiencybutalsoimprovesthesafetyofagriculturalproduction.China,sagricultureistheleadingindustryandattachesgreatimportancetoallaspectsofagriculturalproduction.Therefore,informationtechnologyhasalsobeenwidelyappliedintheagriculturalfield.Intheprocessofagriculturalproduction,itisnecessarytomanagecropsaccordingtotheactualsituation,suchastemperatureandhumidity.Ifnottakenseriously,itmayleadtocropyieldreduction,therebyreducingfarmers'income.Duetovariousfactorssuchasmeteorologicalconditionsandsoiltexture,thegrowthofcropsisaffectedtovaryingdegrees,andmayevenhaveanegativeimpactonthequalityandyieldofagriculturalproducts.Therefore,theintroductionofintelligentagriculturalcontrolsystemscaneffectivelyavoidtheimpactofthesefactorsonagriculturalcropyield.Inordertosolvetheproblemsthataffectthegrowthenvironmentofcrops,wehavedesignedanagriculturalgreenhouseenvironmentmonitoringandcontrolsystembasedontheSTC12C5A60S2microcontroller,whichincludesamicrocontrol1ermodule,anairtemperatureandhumiditysensormodule,asoiltemperatureandhumiditysensormodule,alightintensitymodule,adisplaymodule,andabuttonmodule.Thesystemcombineshardwarecircuitandsoftwareprogramdesigntoachievemonitoringfunctionsforsoiltemperatureandhumidity,salinity,lightintensity,airtemperatureandhumidity,aswellasrelaydriveranddisplaymodulecollaboration.Thesystemcancollectdatabasedonthesetparametersandtransmititthroughserialportforprocessingandanalysis.Theimplementationofvariousfunctionssuchaseaseofoperationofthesystemeffectivelysolvestheproblemofagriculturalgreenhouses,improvespeople,squalityoflife,meetspeople,sneedstoenjoythefbodtheywantindifferentseasons,andalsopromotesrapideconomicdevelopment.KeyWordsiSensorjTemperatureandhumidity;Agriculturalgreenhouse;Relay第1章绪论11.l选题的背景11.2选题的研究意义21.3 目前本课题在国内外的研究与发展形式31.3 .1国外的研究动态31.4 .2国内的研究动态31.4 本课题的设计内容4第2章课题整体方案设计52.1系统主要任务52.2系统的设计思路52.3系统设计方案的目标62. 4总体设计方案7第3章系统硬件设计83.1单片机概述83. 2单片机的选型83. 3单片机最小系统设计93. 4数据采集单元设计111. 4.1空气温湿度数据的采集113. 4.2光照数据的采集124. 4.3土壤湿度数据的采集135. 4.4土壤盐碱度数据的采集146. 4.5土壤温度的采集153. 5按键显示电路设计161. 5.1按键电路设计163. 5.2显示电路设计163. 6执行机构电路设计183. 6.11.ED灯电路设计183. 6.2小风扇电路设计183. 6.3继电器电路设计183. 7系统总体硬件设计电路图19第4章系统软件设计203.1 主程序模块设计204. 2子程序模块的设计214.2.1数据采集子程序模块214.2.2按键子程序模块234.2.3显示控制子程序模块23第5章系统调试及功能测试255.1系统的调试过程255.1.1系统的硬件调试255.1.2系统的软件调试265.2系统的整体功能测试27第6章总结与展望32致谢33参考文献35附录农业大棚环境监测控制系统程序代码错误!未定义书签。第1章绪论1.1 选题的背景我国是农业大国，农业生产对国民生产起着举足轻重的作用，在现代科技迅猛发展，生产力水平日益提高的今天，我国农业一定要走现代化、科技化之路。为了适应这种需求，我国积极进行现代农业建设。现代农业生产技术中，温室大棚作为重要组成部分，要求生产和管理过程实现全自动化。因此，研究开发具有我国自主知识产权的温室大棚智能控制系统具有十分重大的意义。通过运用现代化先进技术，如自动控制技术等，实现对温室大棚主要环境参数的测量和控制，通过自动化温室大棚农业生产过程，实现产品质量的提升和生产成本的降低，从而达到优化生产流程的目的。在农业生产中，作物的生长与环境因素息息相关，包括但不限于温度、湿度、光照强度以及土壤的盐碱度等多个方面。因此，要想保证作物能够正常生长发育就必须对各种环境因素进行有效调控，以满足农作物生长发育的需求。为了确保农作物在最适宜的生长环境中茁壮成长，必须对各项环境参数进行严格控制，使其保持在最合适的范围内。因此对农业生产中环境参数进行监测就显得尤为重要。在传统的农业环境参数测控手段中，人工检测存在许多问题，包括劳动强度大、检测实时性差、效率低、成本高以及精度低等。这些都严重影响了农业生产的发展，而且也不能满足现代农业对高精度、低消耗、低成本的要求。实现预期的效果是一项艰巨的任务。同时由于我国目前农业机械化水平不高，无法做到对农田中各种信息进行有效采集并处理，导致了许多数据失真。因此，为了实现农业生产的高效、高品质，必须积极推进农业生产的智能化、数字化、智能化。本文主要对农业环境监测系统中应用到的自动技术进行了分析与研究，并提出一些建议以供参考。通过采用现代化自动控制技术科学合理地调节温室大棚的温湿度、光照强度等，从而营造出适合作物生长的人工环境。智能温室大棚如图1.1所示。图11智能温室大棚图1.2 选题的研究意义大棚里几乎是一个密闭的空间,由于农民的种植技术水平有限,而且很多植物对生长温度的要求有差异性,因此保证良好的棚内环境是提高作物产量及品质的关键措施之一111O随着温室大棚生产的日益普及，人们对其自动化程度的要求也日益提高。单片机等电子器件的发展，使得温室大棚在智能化的道路上效率越来越高。为了提高农业生产水平，必须要实现温室大棚环境数据采集系统与自动控制技术相结合，才能更好地为作物生长创造良好的生态环境条件。温室作为一种农业基础设施可以改善农作物的生长环境，可以人工干预为经济作物创造最佳的生长环境，同时能够避免恶劣的气候和季节变化给经济作物生长带来不利的影响。随着单片机控制技术的迅猛发展，对于自动化生产的需求也日益迫切。利用单片机来实现温室环境测控系统已被证明具有很大的发展潜力。以51单片机为核心，构建了一套自动化的温室大棚环境参数测量和控制系统，实现了高效精准的环境监测和控制。该系统由数据采集与处理部分、温度湿度传感器电路、光照及土壤湿度传感器电路组成。本文旨在对农作物的生长环境参数进行精准测量和可靠控制，包括但不限于空气温度、湿度、光照强度、土壤温湿度和盐碱度等。该系统对温度、湿度和光照分别采用了模糊控制算法，并通过串口通讯将采集到的数据发送到上位机监控平台上，实现对这些环境参量的自动监测与控制。该系统具备高度精准的检测能力、高度自动化的控制水平和程度、卓越的生产和管理效率、低廉的成本、简单易用的特点，以及适用于中国
