单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作

此为word版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可以放心下载本科毕业论文（设计）题目:单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作此为word版本，下载后可直接复制粘贴，需要的可以放心下载单片机控制农业大棚环境监测控制系统的设计与制作摘要在当今社会，随着信息化技术的不断发展，各行各业都在不断涌现出各种先进的信息化设备。其中农业领域应用比较多的是农业控制自动化系统，它不仅能够有效提升工作效率而且还能提高农业生产的安全性。我国以农业为主导产业，对于农业生产的各个方面都高度重视，因此在农业领域中，信息技术也得到了广泛的应用。在农业生产过程中，需要根据实际情况对农作物进行相应的管理，比如温度和湿度等等，如果不加以重视的话就可能会导致农作物出现减产现象，从而降低了农民的收入。由于气象条件和土壤质地等多种因素的影响，农作物的生长受到不同程度的干扰，甚至可能对农产品的品质和产量产生负面影响，因此，引入智能化农业控制系统，可以有效地避免这些因素对农作物产量的影响。为了解决影响农作物生长环境的问题，我们设计了一种基于STC12C5A60S2单片机的农业大棚环境监测控制系统，其中包括单片机模块、空气温湿度传感器模块、土壤温湿度传感器模块、光照强度模、显示模块和按键模块等。该系统结合了硬件电路和软件程序的设计，实现了土壤温湿度、盐碱度、光照强度、空气温湿度等的监测功能、继电器驱动以及显示模块的协同完成。该系统能够根据设定的参数进行数据采集，并通过串口传输进行处理分析。该系统易操作性等多种功能的实现，有效地解决了农业大棚问题，提升了人们的生活品质，满足了人们在不同季节也能享受到想吃食物的需求，同时也推动了经济的快速发展。关键词：传感器；温湿度；农业大棚；电位器Design

and

manufacture

of

environmental

monitoring

control

system

for

agricultural

greenhouse

controlled

by

single

chip

microcomputerAbstractIn

today’s

society,

with

the

continuous

development

of

information

technology,

various

industries

are

constantly

emerging

with

various

advanced

information

equipment.

The

agricultural

control

automation

system

is

widely

used

in

the

agricultural

field,

which

not

only

effectively

improves

work

efficiency

but

also

improves

the

safety

of

agricultural

production.

China’s

agriculture

is

the

leading

industry

and

attaches

great

importance

to

all

aspects

of

agricultural

production.

Therefore,

information

technology

has

also

been

widely

applied

in

the

agricultural

field.

In

the

process

of

agricultural

production,

it

is

necessary

to

manage

crops

according

to

the

actual

situation,

such

as

temperature

and

humidity.

If

not

taken

seriously,

it

may

lead

to

crop

yield

reduction,

thereby

reducing

farmers'

income.

Due

to

various

factors

such

as

meteorological

conditions

and

soil

texture,

the

growth

of

crops

is

affected

to

varying

degrees,

and

may

even

have

a

negative

impact

on

the

quality

and

yield

of

agricultural

products.

Therefore,

the

introduction

of

intelligent

agricultural

control

systems

can

effectively

avoid

the

impact

of

these

factors

on

agricultural

crop

yield.

In

order

to

solve

the

problems

that

affect

the

growth

environment

of

crops,

we

have

designed

an

agricultural

greenhouse

environment

monitoring

and

control

system

based

on

the

STC12C5A60S2

microcontroller,

which

includes

a

microcontroller

module,

an

air

temperature

and

humidity

sensor

module,

a

soil

temperature

and

humidity

sensor

module,

a

light

intensity

module,

a

display

module,

and

a

button

module.

The

system

combines

hardware

circuit

and

software

program

design

to

achieve

monitoring

functions

for

soil

temperature

and

humidity,

salinity,

light

intensity,

air

temperature

and

humidity,

as

well

as

relay

driver

and

display

module

collaboration.

The

system

can

collect

data

based

on

the

set

parameters

and

transmit

it

through

serial

port

for

processing

and

analysis.

The

implementation

of

various

functions

such

as

ease

of

operation

of

the

system

effectively

solves

the

problem

of

agricultural

greenhouses,

improves

people’s

quality

of

life,

meets

people’s

needs

to

enjoy

the

food

they

want

in

different

seasons,

and

also

promotes

rapid

economic

development.Keywords:Sensor;Temperature

and

humidity;Agricultural

greenhouse;Relay目录第1章绪论 [16]。本系统数据的采集包括空气温湿度数据、光照强度数据、土壤湿度数据、土壤温度数据、土壤盐碱度数据。经过系统的硬件和软件调试后将实物电路板接上电源，系统启动后开始检测各个环境数据，检测完成后在LCD1602屏上显示。由于显示屏空间有限，于是将不同环境数据分屏进行显示，如下图所示，将六个环境数据分成六个界面分别显示，不同界面之间可通过按键进行切换显示。初始化显示界面图如图5.4所示。图5.4初始化显示界面图（1）由图5.4可知，目前土壤温度为28.0℃，小于按键设定的阈值。当用手握住DS18B20土壤温度传感器的探头后土壤温度逐渐升高，直到土壤温度高于阈值时，降温小风扇转动，起到降温的目的，在现场可观察到小风扇转动。如图5.5所示。图5.5土壤温度实物测试图（2）通过按键切换后显示第二个界面，检测的是土壤盐碱度，如图5.6所示。土壤盐碱度的数据为38，设定的阈值是60，而阈值的上下限在0～100之间，可按动按键进行修改，而土壤盐碱度的实时数据则可通过旋转电位器的可调电阻进行模拟。图5.6土壤盐碱度实物测试图（3）再次按动按键切换至第三个界面，该界面显示的是土壤湿度，如图5.7所示。此时的土壤湿度为0，低于阈值，继电器模块打开，表示浇水。图5.7土壤湿度实物测试图1当使用打湿的纸巾包裹土壤湿度传感器后，土壤湿度数据持续升高，高过按键设定的阈值之后，继电器模块关闭，表示土壤湿度足够，不再需要浇水，即停止浇水。如图5.8所示。图5.8土壤湿度实物测试图2（4）第四个界面，检测的是光照强度，如图5.9所示。光照强度为21%，低于设定的阈值80%，LED灯模块打开，表示补光。图5.9光照强度实物测试图1当打开手电筒靠近光敏电阻模块后，光照强度数据逐渐升高，直到到达87%后停止改变，此时的光照强度数据已超过按键设定的阈值，光照充足，不再需要补光，LED灯模块关闭，停止补光。如图5.10所示。图5.10光照强度实物测试图2（5）第五个界面，检测的是空气温度，如图5.11所示。空气温度为26℃，低于阈值设定的30℃。图5.11空气温度实物测试图1当按动按键降低空气温度设定的阈值，即使空气温度高于阈值后，降温小风扇转动，起到降温目的。如图5.12所示。图5.12空气温度实物测试图2（6）最后一个界面检测的是空气湿度，如图5.13所示。空气湿度为34%，低于阈值设定的60%。图5.13空气湿度实物测试图1当将打湿的纸巾接触DHT11温湿度传感器时，空气湿度逐渐升高，直到空气湿度达到62%后停止改变，此时的空气湿度已经高于阈值，表示农业大棚湿度过高，除湿小风扇转动，达到降低空气湿度的作用。如图5.14所示。图5.14空气湿度实物测试图2第6章总结与展望本设计以STC12C5A60S2单片机为核心，包含了数据采集电路、LCD1602显示电路、控制电路、按键电路等多个电路模块，通过对环境数据的采集与分析后，按照设定好的算法计算出相应的控制指令并将其传送到执行机构进行相应的控制，通过软件和硬件相互协作，实现了农业大棚的自动化控制。这次设计由于个人的知识能力及实践能力的欠缺，碰到了很多的问题，特别感谢各位同学以及何老师的帮助，在关键时候给了我很多的好建议，给我指明了方向，让我能在规定的时间按时完成设计。本人查阅了大量智能温室大棚的相关资料，并对国内外现有的研究情况进行了对比和分析，以找出我国现有温室大棚系统的不足之处。在此基础上，本系统设计针对这些不足提出了自己的设计想法和思路。在程序设计方面，本系统考虑了这次设计的任务目标和以前研究设计出的智能温室大棚系统，分别设计了主程序模块和相关的子程序模块，并对每个模块和子程序电路的程序设计进行了详细讲解，并分别给出了各模块程序设计的流程图，使得软件设计思路清晰明了。在整个系统设计的检测和调试方面，本系统采用了传统的软硬件结合调试方式，对每个小模块和传感器进行了测试和调节。最终将整个系统进行了整合，然后检测其功能是否与预期相符。经过测试和调试，整个系统的预期功能基本都可以实现，而且稳定性较好。但是，未来的科技和互联网发展，本系统设计仍有不足之处。因此，个人认为有必要改善和增加一些功能，如开发一款手机APP用于监测和控制用户种植的温室大棚，以及记录用户对种植模式的调整，从而自动调节温室环境，以节约生产成本并增加农作物产量。由于时间紧迫和个人能力的限制，本人未能设计更完善和智能化的系统。致谢在即将结束的四年大学生活和成长过程中，我得到了多位老师的悉心教导，特别是何天成老师，他是我本次设计的指导教师，在整个系统的设计过程中给了我特别大的帮助，感谢何天成老师。何天成老师的严谨治学精神和和蔼可亲的交流方式，深深地渗透到了我的内心深处，激发了我对知识的渴望。在大学期间，他经常带领我们到实验室进行讲座或做实验研究。通过学姐和学长的推荐，结合我对何天成老师的了解，我最终决定选择他为我的导师，他踏实的工作态度和严谨的学术精神，为我树立了榜样。在四年的学习历程中，我所经历的每一个挫折和经历都成为了我未来人生中的无价之宝，这些经历不仅丰富了我的专业知识，更提升了我的实践能力。我由衷地感激我的班导师，他的授课方式是我大学四年中最受欢迎的，很多其他班的学生都喜欢来听他的课。他对每个同学的要求非常严格，尤其是在课前布置作业时。在班会上，他总是以鼓舞人心的口吻为我们的学习和未来进行规划，让我们认识自己，对自己有了准确的定位，教导我们作为一个集体要团结协作、互帮互助。我还特别欣赏他对学生们的爱，在课堂上和同学们一起讨论问题时，总是会有很多人举手回答问题，他总是耐心地等待着。他谦虚谨慎的学习精神，也让我钦佩不已，他将这种精神传递给了我们，让我们受益匪浅。在我度过的四年大学生涯中，我从一个初入校园、在专业领域上缺乏经验的学生，到现在学习上获得快速提升，能够独立完成设计任务，得益于学院和老师提供的卓越学习环境和珍贵实验设备，而本次毕业设计的成功完成也离不开这些条件的支持。我是一名普通的大学生，我想表达一下自己的感恩之情，感谢所有关心过我的师长朋友们!北方民族大学这个大家庭给我留下了太多美好的回忆，优美的环境、好的学习氛围、融洽的同学关系，总是给人一种舒服的感觉，就像在家里一样自由、放松。感谢电气信息工程学院的各位老师和领导，谢谢你们四年以来尽心尽力的指导和悉心的照顾，无论是学业上的帮助还是生活上的关怀都让我感到无比的满足，我深感感激。在这四年中，我收获了很多，同时也得到了很多启发。在此处，我将完成我人生的蜕变，成为一个对社会有益的人。你们四年来对我直达心底的鼓励和支持让我在学习上变得更加自信，对生活更加积极，让我不断努力、不断进步，我深感感激；让我的人生充盈着温馨和欢乐，让我沐浴在更加灿烂的阳光之下。在这里，有你们的关心与爱护，有你们的指导与帮助，还有你们对我的信任我感到无比欣慰。在北方民族大学这个庞大的家族中，我有幸与你们共同组成了一个小家庭，这是我在大学期间所获得的巨大收获。参考文献郭鹏,马建辉.农业温室大棚智能环境监测系统设计[J].中国农机化学报,2016,37(04):71-73+90.DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2016.04.017.江杰,岳云东.智能温室大棚控制系统设计[J].自动化应用,2018(01):33-35.程仕发.智能温室大棚监控系统的研究与设计[D].太原理工大学,2020.DOI:10.27352/ki.gylgu.2020.000011.钟新平.基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统[D].广西大学,2011.莫莉莉.花卉温室大棚智能控制系统设计分析[J].广西钦州农业学校,2021,15(12),234-235.吴乾，田庆吉.C语言在现代计算机教学中的地位及发展趋势[J].中国科技纵横,2010,(21