基于单片机的温湿度及光照度采集系统的设计毕业论文管理资料Word格式.docx

基于单片机的温湿度及光照度采集系统的设计毕业论文管理资料Word格式.docx

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郭晋秦

专业：

指导教师：

二〇一三年六月

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

蔬菜大棚智能数据采集系统的设计

系部：

自动化专业：

自动化学号：

092039116

学生：

张经飞指导教师：

郭晋秦副教授专业负责人：

郭晋秦

1．设计（论文）的主要任务及目标

随着科技的进步和现代生活的快速发展，在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门及日常生活中，经常需要对环境温湿度与光照度进行检测及控制。

准确测量温湿度以及光照度对于生物制药、食品加工、等行业更是至关重要。

在检测技术不断发展完善的今天，检测装置也正在朝着集成化、智能化的方向发展。

主要表现在以下两个方面：

（1）传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，为开发新一代温湿度测控系统创造了有利条件，

（2）在检测系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿和自动校准湿度等几项新技术。

本论文是以蔬菜大棚为研究对象来设计一款基于单片机的温湿度、光照度检测装置。

温度、湿度、光照度是衡量蔬菜大棚的三项重要指标，它直接影响到栽培作物的生长和产量，蔬菜的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对蔬菜生长影响最大的是环境中的温湿度及光照度。

环境中昼夜的温湿度、光照度变化大，其对蔬菜生长极为不利。

因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合蔬菜的生长，来提高其产量和质量。

但传统的人工的测试方法费时费力、效率低，且测试的误差大，随机性大。

因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的检测装置。

该论文即是针对这一问题，设计出了能够实现温湿度自动检测，LCD数字实时显示，按键调整上下限设置，超限报警等多功能的温湿度和光照度检测装置。

2．主要参考文献

[1]郑争兵，基于单片机与AD509的温度测量报警系统[J]，国外电子测量技术，2009，27

（1）。

[2][D]，长沙，湖南大学，2007。

[3]Mt.Prospect，MCS51FamilyofMicrocontrollersArchitecturalOverview，September1993。

[4]Suh，CharlesW．O’Donnell，SrinivasDevadas，Aegis：

asingle-chipsecureprocessor，IEEEDesignandTestofComputers．2008，24（6）570－580。

[5]赵建领，5l系列单片机开发宝典[M]，北京：

电子工业出版社，2007。

[6]郑步生，吴渭，Multisim2001电路设计及仿真入门应用[MI，北京：

电子工业出版社，2002。

[7]文生平，赵国平，江剑强，基于MATLAB的熔体温度控制设计研究，2007（6）。

[8]王学武，王冬青，陈程，顾幸生，孙自强，基于混沌RBF神经网络的气化炉温度软测量系统 

2006（5） 

基于AT89C2051的温湿度控制仪，2004

（1）。

[9]夏方林，一种基于单片机AT89C51的温湿度控制仪的设计，1999

（1）。

[10]王宝库，多功能检测控制系统的设计，2006（4-1）。

[11]，单片机C语言编程与实例，2003。

[12]，基于AD590的温度测控装置研制，2001

（2）。

[13]王福瑞，单片微机测控系统设计大全，1998。

[14]陈卫东，陈亚霖，基于Smith-Fuzzy控制器的粮库温湿度测控算法，2006

（1）。

[15]朱芳，基于单片机的数据采集系统设计[J].重庆科技学院学报，2009。

[16]董巍巍，李钊，李建军，李冰，[J].计算机与网络，2009（12）

3.进度安排

在本论文初期，我对设计进度进行了具体的按排，如下表所示：

表1进度安排表

设计（论文）各阶段名称

起止日期

1

资料搜集、整理分析，提出研究技术路线（开题报告）

—.

2

方案的比较和论证

—

3

系统开发

4

系统调试、完善

5

撰写开发报告、答辩

摘要

本文的蔬菜大棚智能数据采集系统，通过对农村蔬菜大棚的实地考察和综合分析，结合农村的生产力条件和经济发展情况，本着务实、够用、功能实现完全的原则，采用STC89C52单片机的串口扩展功能，搭建了一个智能数据采集平台，用于检测蔬菜大棚的温湿度、光照度数据，同时在显示屏上显示数据，并且实现报警和报警值设置的功能，既满足了菜农的需求，又节约了成本，力求本系统应用到实际中。

关键词：

蔬菜大棚、数据采集、智能采集

TheIntelligentDataAcquisitionSystemdesign

forVegetablegreenhouses

Abstract

Thisvegetablegreenhousesintelligentdataacquisitionsystem,throughfieldworkinruralgreenhousesandcomprehensiveanalysis,combinedwiththeproductivityofruralconditionsandeconomicdevelopment,pragmatic,enough,toachievecompletefunctionalprinciple,theuseofsingle-chipserialportexpansionSTC89C52functions,tobuildanintelligentdataacquisitionplatformfordetectinggreenhousestemperature,humidity,lightintensitydata,whilethedataonthedisplay,andthevalueissettoachievealarmandalarmfunctions,bothtomeettheneedsoffarmers,butalsosavescosts,andstrivetoapplythissystemintopractice.

Keywords:

Vegetablegreenhouses、dataacquisition、intelligentcollection

1绪论

根据我国第二次农业普查的数据显示，截止到2008年，我国农业所培养的蔬菜面积81千公顷"

在这一个大基数的培养面积中，大棚的面积465千公顷，寿光、青州一带大多数是这样的大棚"

另外，中小棚建筑面积231千公顷"

在蔬菜供应方面，大小棚和蔬菜所种植的蔬菜723千公顷，%"

种植的水果和园艺苗木184公顷，"

农业的生态建设和设施建设为主导的高科技农业发展，大大的促进了农产品的质量的提高，也促进了数量的快速增长。

对于蔬菜大棚来说，温度、湿度、光照度是衡量蔬菜大棚的三项重要指标，它直接影响到栽培作物的生长和产量，蔬菜的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对蔬菜生长影响最大的是环境中的温湿度及光照度。

因此，研究一种低廉、使用方便且测量准确的检测装置是非常有必要的，本课题就是以太原市为背景，以番茄为研究对象设计的一款智能数据采集系统。

国内外现状

国内外总体发展状况

从国内外蔬菜大棚控制技术的发展状况来看，控制技术大致经历三个发展阶段：

手动控制，自动化控制，智能化控制。

（1）手动控制

这是在温室大棚技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。

种植者既是温室大棚环境的传感器，北京利康搬家公司又是对作物进行管理的执行机构，他们是环境控制的核心。

通过对温室大棚

内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室大棚内环境。

种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。

但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。

（2）自动控制

这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室大棚环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。

计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。

通过改变温室大棚环境设定目标值，可以自动地进行环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应利康搬家公司电话，难以介入作物生长的内在规律。

目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室大棚及引进的国外设备都属于这种控制方式。

（3）智能化控制

这是在温室大棚自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的专家控制系统技术。

温室大棚控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，网站优化向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。

由此可见，温室大棚环境控制朝着基于作物生长模型、温室大棚综合环境因子分析模型和农业专家系统的信息自动采集及智能控制趋势发展。

国外现状

世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的蔬菜大棚产业，蔬菜大棚内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。

美国是最早发明计算机的国家，也是将计算机应用于蔬菜大棚控制和管理最早、最多的国家之一。

美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。

环境控制计算机主要用来对蔬菜大棚环境进行监测和控制。

以蔬菜大棚为例，蔬菜大棚内监控项目包括室内温度、湿度、相对空气湿度、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度；

大棚外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。

蔬菜大棚数据采集系统的应用给种植者带来了一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。

以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发蔬菜大棚计算

机自动控制系统，并不断地开发模拟控制软件。

目前，荷兰自动化智能玻璃蔬菜大棚制造水平处于世界先进水平，荷兰开发的蔬菜大棚计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示，可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线，可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的数据查询，并能直接对计算机串行口进行操作，完成上位机与下位机之间的通信。

上位机软件集参数设置、信息显示、控制等功能于一体，同时还能够很好地完成蔬菜灌溉和气候的控制和管理。

此外，国外蔬菜大棚业正致力于向高科技方向发展。

遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于蔬菜大棚的管理与控制中。

控制要求能在远离蔬菜大棚的计算机控制室就能完成，即远程控制。

另外该网络还连接有几个通讯平台，用户可以在遥远的地方通过形象、直观的图形化界面与这种分