畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、德州學(xué)院德州學(xué)院物理系物理系2012屆電子信息科學(xué)與技子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)1基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（德州學(xué)院物理系，山東德州253023）摘要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的溫室大棚控制系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，采用加熱爐和風(fēng)機(jī)、噴灌和滲灌、熒光燈，分別為溫室大棚進(jìn)行加熱、增加二氧化碳濃度、增加空氣濕度、灌溉、人工補(bǔ)光；使用SHT10數(shù)字式溫濕度傳感器、FDS100型土壤水

2、分傳感器、SH300DH二氧化碳傳感器和TSL2561光強(qiáng)傳感器，將采集的大棚內(nèi)的數(shù)據(jù)信息在液晶1602上顯示出來(lái)，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信模塊nRF905將信號(hào)傳到從機(jī)。主機(jī)完成各項(xiàng)數(shù)值預(yù)制和報(bào)警電路模塊功能，從機(jī)完成采集數(shù)值的顯示及加熱爐和風(fēng)機(jī)、噴灌和滲灌和熒光燈的控制功能。本文設(shè)計(jì)的溫室大棚控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)采集控制溫室內(nèi)的空氣溫濕度、土壤濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等環(huán)境參數(shù)，以直觀的數(shù)據(jù)顯示給用戶(hù)，并可以根據(jù)種植作物的需求提供報(bào)警信息。

3、關(guān)鍵詞AT89S52；傳感器；nRF9051緒論隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)不再滿(mǎn)足于人一與人之間的通信方式以及需要人參與交互的通信方式，一種更加智能、更加便捷的通信方式為人們所期待。物聯(lián)網(wǎng)一種物體、機(jī)器間不需要人的參與即可完成信息交互的通信方式(Interofthings)便應(yīng)運(yùn)而生[1]。簡(jiǎn)單的說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)信息采集、傳遞、計(jì)算的過(guò)程中無(wú)需人的參與交互。物聯(lián)網(wǎng)是基于傳感器技術(shù)的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大量

4、的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一張張功能各異的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)各種傳感器采集與作物生產(chǎn)有關(guān)的各種生產(chǎn)信息和環(huán)境參數(shù)，可以幫助農(nóng)民及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，準(zhǔn)確地捕捉發(fā)生問(wèn)題的位置，對(duì)耕作、播種、施肥、灌溉等田間作業(yè)進(jìn)行數(shù)字化控制，使農(nóng)業(yè)投入品的資源利用精準(zhǔn)化、效率最大化[2]。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信形成的一個(gè)多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)，其主要目的是采集與處理該網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)參數(shù)的信息[3]。無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)業(yè)中的一個(gè)重要應(yīng)用是在

5、溫室等農(nóng)業(yè)設(shè)施中，采用不同的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)土壤水分，空氣溫濕度和光照強(qiáng)度，二氧化碳濃度等影響作物生長(zhǎng)的環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)將室內(nèi)水、肥、氣、光、熱等植物生長(zhǎng)所必需的條件控制到最佳狀態(tài)，保證作物的增產(chǎn)增收。根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的研究結(jié)果表明，建立溫室可以建立適合植物生長(zhǎng)德州學(xué)院德州學(xué)院物理系物理系2012屆電子信息科學(xué)與技子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)3方案二：本溫室大棚控制系統(tǒng)采用MSP430為主控

6、制器用來(lái)總體協(xié)調(diào)控制整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)內(nèi)部AD采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，與內(nèi)部設(shè)定的數(shù)據(jù)庫(kù)比較，根據(jù)設(shè)定的各參數(shù)發(fā)出指令控制采光、照明、二氧化碳添加、噴淋子系統(tǒng)，來(lái)改變大棚內(nèi)部的環(huán)境，利用MSP430來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶屏，實(shí)時(shí)地顯示大棚內(nèi)外的各環(huán)境參數(shù)。本系統(tǒng)采用兩塊TMP275溫度傳感器，來(lái)采集大棚內(nèi)外的溫度值。濕度和光強(qiáng)利用MSP430內(nèi)部AD通過(guò)P6.0～P6.3的4個(gè)端口進(jìn)行多通道序列采集。采用TGS4160固態(tài)電化學(xué)型二氧化碳傳感器檢測(cè)溫室大棚中

7、二氧化碳的濃度。系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.2。圖2.2系統(tǒng)框圖方案三：本溫室大棚控制系統(tǒng)的核心采用AT89C51單片機(jī)；溫度傳感器采用改進(jìn)型智能傳感器DS18B20；智能濕度傳感器采用SHT11；光照度傳感器采用GZD01型光照度感應(yīng)探頭；CO2傳感器選用紅外線(xiàn)氣敏傳感器。AD轉(zhuǎn)換模塊采用逐次漸近型8路AD轉(zhuǎn)換器ADC0809，利用AT89C51單片機(jī)的串行IO口，采用了專(zhuān)用電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232，把TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，將數(shù)據(jù)