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)專業(yè)術(shù)專業(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)，并通過無(wú)線通信模塊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，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)問題，準(zhǔn)確地捕捉發(fā)生問題的位置，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)通過無(wú)線通信形成的一個(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)專業(yè)術(shù)專業(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)