【《智能大棚控制系统方案设计案例》2400字】

智能大棚控制系统方案设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u6192智能大棚控制系统方案设计案例 1311171.1可行性分析 1147661.2系统方案框图设计 1801.3主要元器件型号的选择 2154351.3.1单片机型号选择及论证 2107231.3.2温湿度传感器选择及论证 2186731.3.3显示模块的选择及论证 238271.3.4通信模块的型号选择 31.1可行性分析（1）技术可行性：智能温湿度大棚系统不可获取的就是采集模块，温湿度传感器dht11属于一种将温度和湿度监测于整个系统之中的传感器,使用方便,并且所需要检测到的参数在0-50摄氏度,湿度和参数在20-90%rh，而大棚环境系统需求的温度范围和湿度范围小于传感器的检测范围，因此传感器技术用在设计中具有数据支撑，并且采集的参数可以直接进行数字量显示，无论是理论数据还是技术操作都具有可行性。（2）系统经济性：大棚系统的设计概念出现在人们认知里已经有十几年的历史了，针对大棚系统的设计从最初的防止病虫，聚集光照、防止冰冻等逐渐演化到如今的自动调节系统，从经济管理上来看，智能大棚的造价也在逐渐的攀升，因此本设计选用的是性价比较高的单片机技术结合传感器技术来进行设计，帮助使用者可以节省大量的花销，达到最优的智能化功能，节约创造成本，增加收益，有一定的经济可行性。（3）系统实用性：植物生长最大的干扰因素是环境影响，不同的植物的生长环境需求不同，不同地区环境不同，因此需求响应的植物，例如蔬菜，花卉等就需要进行长途运输，增大了运输花费，并且浪费人力，也提高了产品售价，而智能大棚的设计可以从根本上解决这些问题，具有一定的实用价值。1.2系统方案框图设计智能温湿度大棚系统应用单片机作为中央处理器，通过传感器采集植物生长的温度、湿度信息，经过单片机进行处理，显示到LCD液晶显示屏上。利用对智能温湿度大棚的软件程序编程，使用按键设置大棚环境的温湿度要求数值，当大棚内各项指标达到设定阈值时进行报警，还可自动启动风扇给大棚环境降温和除湿。与物联网技术相结合，使用手机可也监控温室大棚内的环境以及远程设置大棚内温湿度环境，以及调节大棚内的温度环境和湿度环境。智能温湿度大棚系统方案框图设计如图1所示。图1智能温湿度大棚系统方案框图设计1.3主要元器件型号的选择对系统的可行性进行分析后，进行系统的元器件的选择和确认，根据上面设计的方案，对各个元器件进行逐一的对比分析和论证，选择出更加适合本次智能温湿度大棚系统的元器件，包含主控芯片、采集模块、显示模块、报警模块、无线通信模块等。1.3.1单片机型号选择及论证方案1：STM32F103X系列单片机拥有4-16MHZ的晶体振荡器，处理速度快，是典型的ARMCortex-M内核系统的处理器，使用非常广泛，常被用于科技实验当中使用，其编程复杂但是移植能力较强，可以对已经编程好的模块直接移植使用，64K的存储FLASH满足大部分设计需求，自身含有多个串口通信引脚，连接串口模块较便捷，并且低功耗也是此系列单片机的独特之处。方案2：51微型单片机是含有8051架构的一个系列的统称，也是问世较早的一个系列，其虽然在处理速度上、引脚定义上、容量存储上相对较弱，但是编程也算是非常简单的，有着初学者帮手之称，一般用于做手工小发明和日常设计中使用，但是其运行稳定性相比差一些，功耗也较高。结论：从功耗和稳定性上考虑，首选方案1。1.3.2温湿度传感器选择及论证方案1：DHT11温湿度传感器能够准确、快速的采集到温度和湿度的信号，这个信号直接就是数字量的信号，不需要通过任何的AD进行转换，去实现对信号的采集，其一个模块可以直接检测两个参数，检测灵敏也不错，也大大节省了购置费用，并且生产工艺成熟，售卖种类繁多，直接使用焊接好的传感器就可以，不需要自己额外搭建电路，简化了设计的要求。从本设计要求来看，需要检测空气温湿度含量，从传感器的自身特点分析，符合智能温湿度大棚系统的需求。方案2：YTD-SHT10是一款耐高温、高湿度、高精度的温湿度传感器，秉承三高的特点，其在市场上售价也是很高，是DHT11售价的5-10倍，其特点是可以防尘，不受尘大干扰，还可以防水，不会因为湿度较大影响传感器的使用，具有I2C和RS485两种通信，常被用于机房检测、气象站、工地等特殊场所使用，本设计要求的是对大棚的温湿度进行检测，从性价比方面考虑，不是必须如此高精度传感器，因此不选择此款温湿度传感器。结论：DHT11可以满足设计温湿度检测的要求并且经济性强，因此选择DHT11温湿度传感器。1.3.3显示模块的选择及论证方案1：LCD液晶屏在显示设备的中端市场发展很好，和数码管进行对比，除了可以显示数字之外也能显示英文字和其他特殊字符。并增加了显示背景亮度调节功能，从编程的角度来看，参考资料更多，可移植性更强，完善扩展的空间也较大，典型的LCD显示设备包含LCD12864与LCD1602两款。本设计不需要必须显示中文汉字，因此考虑到编程的方便和价格两方面，选用LCD1602。方案2：LED数码管在进行课程设计时就常常接触到，主要用于对加测的参数的数字显示，在电子时钟、计时器、乒乓球计分器等设计中较常见，其是通过多个发光管的亮灭来进行数字的显像，市场上的数码管也是多种多样，有7位八段、7位十六段、7位32段等等多种规格，本设计需要显示检测的参数的数值外，还需要显示设置的限值以及单位，因此不符合设计需求。结论：LCD1602更加符合智能温湿度大棚系统的显示需求，因此首选LCD1602。1.3.4通信模块的型号选择方案1：WIFI无线模块是乐鑫公司出品的一款物联网芯片，主要用于实现控制器端与主机之间的通信，其常见的型号包括ESP8266-1型号、ESP8266-12F型号和ESP8266-12E等，可以实现局域网通信亦可实现广域网通信，虽然其含有STA、AT和混合三种模式，但是最常用的是AT模式，通过创建热点实现串口通信的局域网操作，也可以通过TCP协议连接广域网WEB端，该模块市场占比高，资料较多，并且不断升级，有着非常好的稳定性。方案2：蓝牙模块JDY-31适用范围较广是由于其既可以接收AT指令，亦可接收波特率指令，能够实现一对一通信，也可以进