蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统基于处理器STM32F103信号输入设计实现讲解.docx

蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统基于处理器STM32F103信号输入设计实现讲解.docx

《蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统基于处理器STM32F103信号输入设计实现讲解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统基于处理器STM32F103信号输入设计实现讲解.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统基于处理器STM32F103信号输入设计实现讲解

本科毕业设计（论文）

题目蔬菜大棚温湿度和土壤水分自

动智能管理系统--基于处理器

STM32F103信号输入设计实现

姓名

专业

学号

指导教师

xxxxx学院信息工程学院

二〇一五年六月

目录

摘要I

AbstractII

1绪论1

2研究意义3

2.1国内的蔬菜大棚现状3

2.2国外的蔬菜大棚现状4

3系统功能总体设计方案6

3.1设计目的6

3.2设计思想6

3.3总体思路及方案7

3.3.1系统设计与工作原理7

3.3.2监控从节点的设计8

4系统硬件设计9

4.1处理器STM32F103功能9

4.2传感器的选择及作用14

4.2.1温湿度传感器DHT11介绍14

4.2.2土壤水分传感器SHT11介绍15

5系统软件设计18

5.1传感器的信号传输18

5.2从节点轮询查询通信方式软件流程21

5.3系统最大支持从节点个数22

5.4上位机管理软件22

结论24

致谢25

参考文献26

附录一：

仿真实验图28

附录二：

源程序29

蔬菜大棚温湿度和土壤水分自动智能管理系统—基于处理器STM32F103信号输入设计实现

摘要

蔬菜大棚作为现代农业科技的代表，在现在的农业生产中已占据越来越重要的地位。

为了更好地满足作物的生长条件，加大农作物的产量及提升农作物的品质，所以蔬菜大棚内的环境参数（如温度、湿度、土壤水分等）必须进行严格控制，从而孕育产生了蔬菜大棚环境控制系统[1]。

从最初的模拟控制器系统、数字控制器系统，到现在采用远距离无线串口透传技术设计了自动智能管理系统，主要由温湿度监控节点、土壤水分监控节点和管理主机组成。

蔬菜大棚系统的发展渐趋成熟，特别是随着现代传感器技术，过程控制技术、通讯技术及计算机技术的迅猛发展，现代化蔬菜大棚环境因子自动采集及智能控制系统的开发已被高度关注，并成为一个具有深远前景的研究方向。

相信这项研究的成功能给我国农业科技一个大的进步空间也给我国农业产量得到实质性的进步。

本论文中监控节点利用处理器STM32F103作为控制核心而设计，被均匀布置在蔬菜大棚的各个区域，通过传感器DTH11和SHT11分别采集蔬菜大棚温湿度和土壤含水率，通过无线串口透传模块APC220—43发送到管理主机。

管理主机上运行着采用C#专业设计的管理软件，自动将接收到的数据进行处理、分析和显示，并存储在数据库SQLServer2008中，如超出了预设的作物最佳生长范围，根据系统设定自动控制风机和灌溉管道阀开关进行调节[2]。

相信通过本次整体的实验通过对蔬菜大棚环境的调控策略的分析，提出一个总体方案，设计一套自动智能蔬菜大棚控制系统，实现了蔬菜大棚温度湿度和土壤水分的实时自动智能管理，大大降低了管理者的劳动强度。

关键词：

蔬菜大棚；温湿度监测；土壤水分控制；无线透传智能管理

VEGETABLEGREENHOUSETEMPERATUREANDHUMIDITYANDSOILMOISTUREAUTOMATICINTELLIGENTMANAGEMENTSYSTEMBASEDONMICROPROCESSORSTM32F103SIGNALINPUTDESIGNIMPLEMENTATION

Abstract

Greenhousesinthecurrentagriculturalproductionhasbeenmoreandmoreimportantrole.Inordertobettersatisfythecropgrowthconditions,increasecropyieldandimprovethequalityofcrops,andsoingreenhouseenvironmentalparameters（suchastemperature,humidity,soilmoisture,etc.）mustbestrictlycontrolled,soastofosterthegreenhouseenvironmentcontrolsystem.Fromtheinitialsimulationcontrollersystem,digitalcontrollersystem,long-distancewirelessserialpassthroughisusedtodesigntheautomaticintelligentmanagementsystem,mainlybytemperatureandhumiditymonitoringnodes,soilmoisturemonitoringnodeandthemanagementofthehost.Thedevelopmentofgreenhousesystemisyettomature,especiallywithmodernsensortechnology,processcontroltechnology,communicationtechnologyandtherapiddevelopmentofcomputertechnology,moderngreenhouseenvironmentfactorthedevelopmentoftheautomaticacquisitionandintelligentcontrolsystemhasbeenpaidcloseattentionto,andbecameasignificantfutureresearchdirection.

ThisarticlemonitoringnodesusingmicroprocessorSTM32F103designedascontrolcore,beevenlyarrangedinareasofthegreenhouse,throughcollecting,eachsensorDTH11andSHT11greenhousetemperatureandhumidityandsoilmoisturecontent,throughwirelessserialpassthroughmoduleAPC220-43senttothemanagementconsole.RunningonthehostmanagementUSESc#themanagementoftheprofessionaldesignsoftware,automaticallyreceivesdataforprocessing,analysisanddisplay,andstoredinthedatabaseSQLServer2008,suchasbeyondthepresetoptimalgrowthofcrops,accordingtothesystemsetsupandautomaticalliescontrolthefanandirrigationpipevalveswitch.Believethatthroughthewholeexperimentthroughtheanalysisofgreenhouseenvironmentcontrolstrategy,putforwardaoverallscheme,designasetofintelligentgreenhousecontrolsystem,realizesthegreenhousetemperaturehumidityandsoilmoisturereal-timeintelligentmanagement,greatlyreducethelaborintensityofthemanagers.

Keywords:

vegetablegreenhousesTemperatureandhumiditymonitoringSoilmoisturecontrolWirelesspassthroughIntelligentmanagement

1绪论

中国作为一个农业大国，农业的发展状况至关重要，要发展农业就必须走农业现代化这条道路。

随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是蔬菜大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分，是中国走农业现代化的一种有效途径，符合我国的当前国情，因此蔬菜大棚的研究备受重视。

我国温室农业历史悠久，早在公元前221～206年间，就曾有“冬种瓜于骊山（陕西）谷中温处，瓜实成”的记载。

这就是我国，也是世界上最原始的蔬菜大棚温室栽培。

国外蔬菜大棚栽培的起源，以罗马为最早。

我国从20世纪60年代末开始发展蔬菜大棚产业，其主要以反季节生产的蔬菜和园艺作物的种植为主，发展迅速，产业日趋壮大。

世界各国的现代蔬菜大棚于20世纪中叶年代在完善的基础得到了快速发展。

追溯到世界第二次大战过后，各国对于经济发展都很重视。

随着经济的迅猛发展和快速恢复，各国人民生活质量也得到飞一般的提高，同时对于农产品的要求也有了更高层次的需求，所以对蔬菜大棚的质量要求和新型技术的自动智能科技正在跟随趋势逐步提升。

随着科技力量水平和工农业水平的逐步提高，新型的工业化农业进程在农业方面也扮演了相当重要的角色，随着全球各国科学技术力量的迅猛发展，形成了集合综合国力GDP、科学技术力量和人才资源的新型科学技术产业，成为当今世界最具活力的产业之一。

社会的需求、技术和经济的支持，使得现代蔬菜大棚快速发展[3]。

我国近代蔬菜大棚发展经历了三个阶段：

1、发展改良型日光蔬菜大棚阶段：

改良型蔬菜大棚的特点是造价低，能就地取材，保温性能好，适合我国北方气候条件，但冬季光照差，地炉使室内空气污染，对作物生长不利。

目前单坡蔬菜大棚仍然是我国蔬菜大棚的主要形式。

2、发展大型玻璃蔬菜大棚阶段：

大型玻璃蔬菜大棚的特点是其形式以大型连栋方式出现，蔬菜大棚骨架为全钢结构，涂防锈漆，电动开窗，燃油锅炉加温，并安装喷灌装置。

但结构性能仍然不够好，由于大面积连片，缺乏通风降温装置，夏季室内温度过高无法进行生产。

3、发展大型现代蔬菜大棚阶段：

现代蔬菜大棚主体骨架由采用经热镀锌防锈处理的型钢材组成，具有对抗自然中不定性因素的能力；使用的覆盖材料有：

普通膜、多功能膜、草被或草扇、聚乙烯高发泡软片、无纺布、遮阳网等等以及相应固定的金属材质构件，具有温度调控和水分调控的性能；并装备自动智能管理温湿度和水分、光照、通风换气、施肥等有利于农作物成长设施，因此形成使用现代科学技术的蔬菜大棚和设施设备。

2研究意义

我国现代农业技术的匮乏，导致农业劳动人民从事农业劳动却因各种外界条件得不到相应的农作物收成。

现代农业科学技术的应用实施，是传统农业到现代农业的蜕变。

现代农业是运用现代科学技术发展起来的新型农业。

两者之间有着许多差别，传统农业依靠天然资源、人力资源，而现代农业只需要少量的资源和人力，更多的是新型科学技术的使用。

新型科学技术的使用使现代农业的源源不断动力，因此发展现