1. 研究目的与意义
经济的快速发展,导致了产业的大规模化、集约化。劳动力成本的提高,也促进了农业现代化程度的不断提高。在当今农业种植系统中,大棚种植已经成为非常普遍的种植模式。而在采用大棚种植模式时,最关键的因素就是大棚的温度、湿度光照采集等环境因素。这些环境因素直接影响了农作物的生长。传统的大棚种植业中,人们一般采用物理温度计和湿度计来检测大棚的种植环境。虽然用物理温度计和湿度计测量大棚温湿度值的稳定性高,但是该测量方法的精确度较低,实施性也差而且很少有人注意光线的强弱对农作物的影响。鉴于物理温度计和湿度计的上述缺点,本设计拟采用单片机和温湿度传感器和光敏为核心器件,完成一个大棚温湿度控制系统的设计与制作。
2. 课题关键问题和重难点
本课题的设计的是基于单片机STM32的智能温室灌溉系统。
关键点是如何将各个检测元件与水泵,步进电机通过单片机连接到一起,并且能按照设定好的数值正常稳定运行。要对各个元器件进行单独设计并连接到一起,形成一套完整的工作流程。主要以广泛应用的土壤湿度传感器YL-69作为温度和湿度的检测,该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示,可测试不同土壤环境湿度的特点。
难点:如何设计系统电路;
3. 国内外研究现状(文献综述)
目前国外研究现状:
美国出现了一种融合了气候调节、农田灌溉与作物的肥料供应的一个整体的一体化的温室网络管理系统,该系统通过对各种生产管理进行融合然后根据传感器的输入来调节各部分进行执行动作,以达到最经济最有效的手段进行控制温室。
PrecisionHawk是一个使用无人机用于农田成像、测绘和传感数据采集的组织,这些无人机在执行飞行任务中进行监测和观测,农业生产者只需要在电脑上输入要调查区域的有关参数,并选择高度或地面分辨率,就可以得到一份精确的农业生产区域图像和监测数据。从无人机获取数据中,我们可以获得有关植物健康指数、产量预测、植物高度测量、冠层覆盖测绘、野外水分测绘、探测报告、储存测量、叶绿素测量、作物氮含量、排水测绘、杂草压力测绘等等信息。除此以外,无人机在飞行过程中会收集多光谱热成像数据和视觉图像,完成任务之后,会自动降落在起飞的同一位置。美国的Illuminum Greenhouses是从事喷滴灌安装和温室农业技术的组织,它通过太阳能供电的物联网传感器来建造现代化且经济实惠的温室,通过这些传感器,温室状态和作物用水量都可以通过短信或在线门户向种植者进行提醒与指导,同时,配备的自动化灌溉也是在这类温室中进行的。分布在温室中的物联网传感器实时提供光照水平、气压、湿度和温度的信息,电脑会对采集到的信息进行计算,并可实现自动控制执行器打开窗户、打开补光灯、控制加热器或开启风扇等措施,所有的这些操作指令全部通过WiFi信号进行传输。
4. 研究方案
根据任务要求,在本次设计中,以STM32单片机为主控芯片,各部分功能主要由液晶显示模块,步进电机模块,水泵模块,土壤温湿度采集模块,光照模块,蜂鸣器报警模块,按键模块组成。系统构成框图如下所示。
1. 单片机型号的选择
5. 工作计划
第1周接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关资料;翻译相关英文资料
第2周阅读相关资料,理解有关内容;写出开题报告一份;
第3周确定温湿度、光照传感器,参阅有关资料,分析调理电路工作原理;
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