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

1、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 二一五年六月目 录摘 要 IAbstract II1 绪论 12 研究意义 32.1 国内的蔬菜大棚现状 32.2 国外的蔬菜大棚现状 43 系统功能总体设计方案 63.1设计目的 63.2 设计思想 63.3 总体思路及方案 73.3.1 系统设计与工作原理 73.3.2 监控从节点的设计 84 系统硬件设计 94.1 处理器S

2、TM32F103功能 94.2 传感器的选择及作用 144.2.1 温湿度传感器DHT11介绍 144.2.2 土壤水分传感器SHT11介绍 155 系统软件设计 185.1 传感器的信号传输 185.2 从节点轮询查询通信方式软件流程 215.3 系统最大支持从节点个数 225.4 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

3、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STM32F10

4、3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APC22043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

5、监测；土壤水分控制；无线透传智能管理VEGETABLE GREENHOUSE TEMPERATURE AND HUMIDITY AND SOIL MOISTURE AUTOMATIC INTELLIGENT MANAGEMENT SYSTEM BASED ON MICROPROCESSOR STM32F103 SIGNAL INPUT DESIGN IMPLEMENTATIONAbstractGreenhouses in the current agricultural production has been more and more important role. In order to

6、better satisfy the crop growth conditions, increase crop yield and improve the quality of crops, and so in greenhouse environmental parameters (such as temperature, humidity, soil moisture, etc.) must be strictly controlled, so as to foster the greenhouse environment control system. From the initial

7、 simulation controller system, digital controller system, long-distance wireless serial passthrough is used to design the automatic intelligent management system, mainly by temperature and humidity monitoring nodes, soil moisture monitoring node and the management of the host. The development of gre

8、enhouse system is yet to mature, especially with modern sensor technology, process control technology, communication technology and the rapid development of computer technology, modern greenhouse environment factor the development of the automatic acquisition and intelligent control system has been

9、paid close attention to, and became a significant future research direction.This article monitoring nodes using microprocessor STM32F103 designed as control core, be evenly arranged in areas of the greenhouse, through collecting, each sensor DTH11 and SHT11 greenhouse temperature and humidity and so

10、il moisture content, through wireless serial passthrough module APC220-43 sent to the management console. Running on the host management USES c # the management of the professional design software, automatically receives data for processing, analysis and display, and stored in the database SQLServer

11、2008, such as beyond the preset optimal growth of crops, according to the system sets up and automaticallies control the fan and irrigation pipe valve switch. Believe that through the whole experiment through the analysis of greenhouse environment control strategy, put forward a overall scheme, desi

12、gn a set of intelligent greenhouse control system, realizes the greenhouse temperature humidity and soil moisture real-time intelligent management, greatly reduce the labor intensity of the managers.Key words: vegetable greenhouses Temperature and humidity monitoring Soil moisture control Wireless p

13、assthrough Intelligent management1 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221206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

14、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

15、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

16、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