温室大棚智能控制系统
智能农业大棚控制系统的介绍
智能农业大棚控制系统的介绍
一、简介
智能农业大棚控制系统是一种新型的智能农业网络系统，它可以实现
温室大棚内环境参数（如温度、湿度、光照、土壤温度、土壤湿度等）的
监测、控制和调节，以保证大棚内环境条件的良好，可以为农业生产提供
最优的农业环境。
二、智能农业大棚控制系统的功能
1、温湿度控制：通过温湿度控制，可以实现温室大棚内部温度和湿
度的监测，以达到良好的温室环境条件，从而促进农作物生长发育。
2、气象参数检测：包括大气温度，大气湿度，大气压，大气温度，
风速，风向，降水。
这些参数可以提供及时准确的气象信息，以促进种植
体系之间的协调，使种植顺利进行。
3、植保控制：系统可以对农药，农膜，灌溉，温室照明，空气循环，农肥，种子等进行控制，以节约成本，保证植物健康生长发育。
4、自动灌溉控制：通过检测土壤湿度，可以自动控制灌溉，以保证
植物得到充足的水分，减少灌溉时间，节约农业水源。
5、远程控制：系统支持远程连接，可以通过手机，网络或其他移动
设备来进行智能化管理，实现远程监控和控制。
三、智能农业大棚控制系统的特点。
基于单片机的智能温室大棚控制系统
摘要温室是现代农业生产所必需的基本设备，用它有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等是改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的前提。
本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的工作。
主要内容有：（1）通过单片双端集成温度传感器AD590采集实时温度。
（2）通过湿度传感器HS1100采集实时湿度。
（3）通过固态电化学性二氧化碳传感器TGS4160采集二氧化碳浓度。
（4）判断采集到的参数值与设置值是否一致，并进行继电器控制。
通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度以及二氧化碳浓度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。
克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。
关键词：单片机温度传感器湿度传感器二氧化碳传感器In this paperGreenhouse is essential for modern agriculture basic equipment, use it to effectively control, such as temperature, light, humidity, carbon dioxide concentration is to change the plant growth environment, create the best condition for plant growth, avoid the seasons change and the influence of bad weather. This design to STC89C52 single-chip microcomputer as the core to complete the air temperature, soil moisture, and light for data acquisition, processing and display system of the basic block diagram, working principle and the design of relay controlwork. Main contents are: (1) by monolithic integrated temperature sensor AD590 to collect real-time temperature. (2) by the humidity sensorHS1100 gathering real-time humidity. (3) through solid electric chemical carbon dioxide sensor TGS4160 collecting carbon dioxide concentrations.(4) determine whether collected parameter value and set value, and relay control.Through the above can be designed for plants to grow in the process of soil humidity, environment temperature, light and co2 concentrationin real time, continuous detection, display visually and automatically control. Overcomes the traditional continuous measurement of the shortcomings of manual measurement method does not, and save the workload, and avoid the unnecessary loss caused by the omission or human error.Key words：SCM temperature sensor humidity sensor carbon dioxide sensor目录1.绪论 11.1 课题背景及研究意义 11.2 国内外温室控制技术发展概况 21.2.1国外状况 31.2.2国内状况 31.3 选题的目的和意义 32. 温室大棚自动控制系统控制方案设计 5 2.1 控制方案设计 52.2 系统硬件结构 62.3 温室大棚的硬件组成 72.3.1 传感器 72.3.2 单片机控制系统和微机系统 102.4 温室大棚的软件组成 112.4.1 单片机软件设计 112.5 测试系统的组成及原理 132.5.1 测试系统的设计 14（1）温度测量电路 14（2）湿度测量电路 15（3）CO2含量测量电路 152.5.2 微处理器系统 162.6 程序模块 162.6.1 主程序 162.6.2 显示子程序 162.6.3 A /D转换测量子程序 172.6.4 显示数据转换子程序 173.温室大棚的数据采集系统 18 3.1 系统设计 183.1.1 系统组成 183.1.2 系统工作原理 193.2 系统软件设计 193.2.1 上位机软件设计 193.2.2 下位机软件设计 193.3 误差分析 193.4 可靠性设计 193.4.1 硬件可靠性设计 203.4.2 软件可靠性设计 204.温室大棚监测控制系统 214.1 系统的总体结构和特点 21 4.1.1 系统的总体结构 214.2 主要特点 224.2.1 信号检测的多元化 224.2.2 信号检测的连续化 224.2.3数据采集与处理的实时化 22 4.2.4系统功能的易扩充性 224.3硬件结构 234.4系统软件设计 234.4.1控制系统软件结构 234.4.2软件的实现 245.总结 25致谢 26英汉互译 27参考文献 35附主程序流程图 36第1章绪论1.1 课题背景及研究意义中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》
《基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，物联网（IoT）技术已经广泛应用于各个领域，特别是在设施农业领域，其应用更是日益广泛。
物联网技术以其强大的信息感知、传输和处理能力，为设施农业的现代化、智能化提供了有力支撑。
本文针对基于物联网的设施农业温室大棚智能控制系统进行研究，旨在提高农业生产效率，实现精准农业和可持续发展。
二、物联网在设施农业中的应用物联网技术通过将传感器、网络通信、云计算等技术相结合，实现了对农业生产环境的实时监测和控制。
在设施农业中，物联网技术的应用主要体现在温室大棚的智能控制系统中，通过感知环境参数、分析数据、自动调节设施设备等手段，实现对温室环境的精准控制。
三、温室大棚智能控制系统的设计1. 系统架构基于物联网的温室大棚智能控制系统主要包括感知层、传输层、平台层和应用层四个部分。
感知层通过各类传感器实时采集温室环境参数，如温度、湿度、光照、CO2浓度等；传输层通过无线通信技术将感知层采集的数据传输到平台层；平台层对数据进行处理和分析，实现智能决策和控制；应用层则是用户与系统进行交互的界面，用户可以通过手机、电脑等设备对系统进行远程控制和监测。
2. 关键技术（1）传感器技术：传感器是系统感知环境参数的关键设备，应选用具有高精度、高稳定性的传感器，以保障数据的准确性。
（2）无线通信技术：无线通信技术是实现数据传输的关键，应选用具有高可靠性、低功耗的通信技术，以保证数据的实时传输。
（3）云计算和大数据技术：云计算和大数据技术是实现智能决策和控制的核心，通过对历史数据的分析和挖掘，实现精准预测和决策。
四、系统功能与实现1. 系统功能温室大棚智能控制系统应具备以下功能：实时监测温室环境参数、自动调节设施设备、远程控制和监测、数据分析和挖掘等。
通过这些功能，实现对温室环境的精准控制，提高农业生产效率。
2. 实现方式系统通过传感器实时采集温室环境参数，将数据通过无线通信技术传输到平台层。
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统
随着科技的发展，物联网技术正在逐渐应用于各领域，其中智能温室大棚控制系统是
一个很好的案例。
传统的温室大棚需要人工控制种植温度、湿度和光照等因素，而智能温
室大棚控制系统能够通过物联网技术实现精准控制，大幅提高种植效率和产量。
智能温室大棚控制系统基于物联网技术构建，包括传感器、控制器、执行器和云平台。
传感器用于实时监测温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等环境参数，将数据通过无线
传输方式传送给控制器。
控制器根据预设的种植需求，对环境参数进行实时控制。
执行器
根据控制器的指令，对灌溉、通风、暖气等设备进行自动控制。
云平台用于实现大数据分
析和管理，能够远程监控和控制多个温室大棚。
智能温室大棚控制系统的优势在于能够实现精准控制，提高种植效率和产量。
比如，
通过控制温度和湿度，能够加快植物生长速度和提高品质；通过控制光照强度，能够增加
光合作用和促进花果生长；通过调节二氧化碳浓度，能够提高植物的光合作用效率。
此外，智能温室大棚控制系统还能够通过大数据分析和管理，实现自动化种植、精准灌溉、预测
病虫害等智能化功能，提高种植效率和减少人工成本。
花卉温室大棚智能控制系统设计与实现
花卉温室大棚智能控制系统设计与实现一、本文概述随着科技的不断进步和农业现代化的深入推进，智能控制系统在农业生产领域的应用越来越广泛。
特别是在花卉生产中，温室大棚的智能控制对于提高花卉品质、增加产量以及节约资源具有重要意义。
本文旨在探讨花卉温室大棚智能控制系统的设计与实现，通过综合运用现代信息技术、物联网技术和自动控制技术，构建一个高效、智能的温室大棚环境监控与管理系统。
在研究背景方面，传统的花卉温室大棚管理多依赖于人工经验，不仅劳动强度大，而且难以实现精细化管理。
随着智能技术的发展，将这些技术应用于温室大棚管理，可以实现对温室内环境参数的实时监测和精确控制，从而为花卉提供最适宜的生长环境。
文章的研究目的在于设计并实现一个集成了温度、湿度、光照等多种环境参数监测的智能控制系统，并通过数据分析和智能决策，实现对温室大棚内环境的自动调节。
研究方法包括系统需求分析、硬件选择与集成、软件开发、系统测试及优化等。
预期成果将展示一个完整的花卉温室大棚智能控制系统设计方案，包括系统架构、关键技术、实施步骤及效果评估。
通过本研究，期望能够为花卉生产者提供一个切实可行的智能化解决方案，促进花卉产业的可持续发展。
该段落为文章的概述部分提供了一个清晰的框架，为读者理解全文内容奠定了基础。
二、花卉温室大棚概述花卉温室大棚作为一种现代化的农业生产方式，为花卉的生长提供了稳定、可控的环境。
它通过模拟花卉自然生长所需的气候条件，创造出适宜的温度、湿度、光照和二氧化碳浓度等环境因素，以促进花卉的健康生长，提高花卉的品质和产量。
结构特点：花卉温室大棚通常由骨架结构、覆盖材料、通风系统、灌溉系统、加热或降温设备等组成。
骨架结构支撑整个温室，覆盖材料如玻璃或塑料薄膜用于保持温室内的气候稳定。
通风系统用于调节温室内的空气流通，灌溉系统保证花卉的水分供应，而加热或降温设备则用于应对极端气候条件。
控制系统：花卉温室大棚的智能控制系统是其核心部分，它通过集成传感器、控制器和执行器等设备，对温室内的环境参数进行实时监测和调节。
温室大棚自动控制系统设计说明书
温室大棚自动控制系统设计说明书一、引言温室大棚是一种用于农业生产的重要设施，它能够为作物提供稳定的生长环境，改善生产效率。
为了进一步提升温室大棚的管理水平和自动化程度，我们设计了一套温室大棚自动控制系统。
本文将对该系统的设计进行详细说明。
二、系统概述本系统旨在实现温室大棚内环境的自动监测和控制。
主要包括以下功能模块：1. 温度控制：通过温度传感器实时监测温室大棚内外温度，并根据设定的温度阈值自动调节温室大棚的通风和加热设备，以保持适宜的温度。
2. 湿度控制：利用湿度传感器监测温室大棚内外湿度，并通过控制喷水系统和通风设备，自动调节湿度水平，以满足作物的需求。
3. 光照控制：通过光照传感器实时检测温室大棚内外光照强度，并根据设定的光照阈值，自动控制灯光的开关以及遮阳网的卷取。
4. CO2浓度控制：利用CO2传感器监测温室大棚内CO2浓度，并通过控制通风设备和CO2供应系统，维持适宜的CO2浓度，促进光合作用。
三、硬件设计1. 传感器选择：根据温室大棚内环境监测需求，选择适当的温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2传感器，并与控制器进行连接。
2. 控制器选择：选择一款功能强大、可靠稳定的控制器，用于接收传感器数据、进行数据处理和控制信号输出。
3. 执行器选择：根据温室大棚的需求，选择适当的通风设备、加热设备、喷水系统、灯光和CO2供应系统，并与控制器进行连接。
四、软件设计1. 数据采集：控制器通过与传感器的连接，实时采集温室大棚内环境的数据，包括温度、湿度、光照强度和CO2浓度。
2. 数据处理：通过对采集的数据进行处理，分析温室大棚内环境的变化趋势，判断当前是否需要进行调控。
3. 控制策略：制定合理的控制策略，根据设定的阈值和作物需求，自动调节通风、加热、喷水、灯光和CO2供应等设备的工作状态。
4. 用户界面：设计一个友好的用户界面，使操作人员能够方便地监控温室大棚内环境的数据，并进行手动控制。
毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统
毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统温室大棚自动控制系统是一种基于单片机的智能控制设备，旨在通过自动监测和调节环境参数，实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
本文将探讨温室大棚自动控制系统的设计原理、功能以及其在农业生产中的应用价值。
温室大棚是一种有利于农作物种植的环境，通过温室大棚能够调节大气温度、湿度、二氧化碳浓度等因素，提供良好的种植环境。
然而，由于温室大棚环境参数无法自动调节，需要人工干预，导致工作量大、效率低下。
温室大棚自动控制系统的出现，能够解决这一问题。
温室大棚自动控制系统主要由传感器、执行器和控制器组成。
传感器负责监测环境参数，如温度、湿度、二氧化碳浓度等；执行器通过控制器的信号进行动作，如控制加热、通风、灌溉系统等；控制器则负责采集传感器数据，根据预设的控制策略进行决策，发送控制信号给执行器。
温室大棚自动控制系统具有以下功能：首先，能够实时监测温室大棚的环境参数，获取相关数据，并显示在控制面板上，方便人员了解温室大棚的状态。
其次，能够根据预设的设定值，自动调节温室大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数，实现温室大棚环境的精确控制。
最后，能够实现温室大棚内的报警功能，在异常情况下发出警报，并通过手机短信等方式通知操作人员。
温室大棚自动控制系统在农业生产中具有广泛的应用价值。
首先，它能够提高农作物的产量和质量，通过智能控制温室大棚的温度、湿度等参数，为农作物提供最适宜的生长环境。
其次，它能够节约人力资源，自动监测和调节温室大棚的环境参数，减少了人工干预的工作量。
最后，它能够降低能源消耗，通过智能控制加热、通风等设备的使用，实现能源的最优利用。
总之，基于单片机的温室大棚自动控制系统是一种高效、智能的农业生产设备。
通过自动监测和调节环境参数，实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
它在农业生产中具有广泛的应用价值，可以提高农作物产量和质量，节约人力资源，降低能源消耗。
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统
基于物联网技术的智能温室大棚控制系统【摘要】本文主要介绍了基于物联网技术的智能温室大棚控制系统。
在分析了研究背景、研究目的和研究意义。
在详细阐述了智能温室大棚的概述，物联网技术在智能温室大棚中的应用，以及传感器技术在智能温室大棚中的作用。
描述了智能温室大棚控制系统的设计与实现，以及其优势。
在展望了基于物联网技术的智能温室大棚控制系统的前景，探讨了技术的不足与发展方向，并进行了总结。
本文全面深入地探讨了智能温室大棚控制系统，为相关研究提供了有益参考。
【关键词】智能温室大棚，物联网技术，传感器技术，控制系统，优势，前景，不足，发展方向1. 引言1.1 研究背景针对温室大棚控制系统的现状，基于物联网技术的智能温室大棚控制系统应运而生。
该系统利用物联网技术，将传感器、控制器和网络技术相结合，实现对温室环境的实时监测和控制，提高温室生产效率和质量，减少对资源的浪费，符合现代农业生产的可持续发展要求。
研究基于物联网技术的智能温室大棚控制系统具有重要的现实意义和实践价值。
这不仅可以促进农业生产的现代化和智能化，还可以为农民提供更便捷、高效的生产方式，进一步推动农业生产的发展，有利于实现农业的绿色发展和可持续发展。
1.2 研究目的研究目的是为了探索基于物联网技术的智能温室大棚控制系统的实际应用效果，验证其在农业生产中的可行性和实用性。
通过研究，我们旨在设计并实现一个能够自动监控和调节温室环境的智能系统，提高农作物生长的效率和质量，减少生产成本，实现智能化、自动化的农业生产管理。
我们也希望通过这个研究项目，促进物联网技术在农业领域的广泛应用，推动农业生产方式的转变，实现农业产业的可持续发展。
通过本研究，我们将为农业生产提供更加智能、高效的解决方案，推动农业生产方式向数字化、智能化、绿色化发展，为打造现代农业产业体系做出贡献。
1.3 研究意义智能温室大棚控制系统的研究意义主要体现在以下几个方面：1. 节约资源：智能温室大棚控制系统可以实现对温度、湿度、光照等环境参数的精准监测和控制，有效节约水、电等资源的使用，提高资源利用效率。
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温室大棚设计方案
西方一些发达国家尤其是欧美开始比较快的发展温室种植技术，像美国、以色列、加拿大等发达国家开始采用仪表采集温室中的现场信息并根据指标进行控制，今本实现了农业生产的机械化以及自动化。
温室环境领域的控制技术伴随着计算机技术的发展与应用也在不断的发生变化。
美国、以色列都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。
总之，国外智能温室产业发展早，经济效益高。
伴随着微型计算机技术的不断进步，现代测控技术、无线网络技术、远程遥感技术以及专业系统技术等在温室的控制与管理上海的应用，大大提高了温室控制系统的先进性，并且许多研究者都提出了新的控制思想和控制算法来改善温室系统的控制。
以计算机技术为核心的温室综合环境控制系统，真正迈入了智能化、网络化阶段。
国外的物联网农业发展也影响着国内的农业发展，在发展的同时出现了一些些领先的物联网体系，托普作为其中的佼佼者也时时刻刻研发者最为先进，最为实用的物联网系统。
托普物联网本着智能化、信息化、优质、高效、低耗等方向发展，针对温室控制有了以下的研究。
1、多音字控制方式
温室大棚内的湿度、温度、光纤强度、CO2浓度等它们之间的耦合性的很强，当其中的某一黄金因子变化时将对其他的环境因子也会产生影响，所以单因子控制方法将难以实现温室大棚环境的调节，这就要求控制方式由单因子控制向着多因子控制方向发展，提高温室到鞥环境控制的控制效果。
虽然多因子控制的方法应用前景良好，但现阶段的技术水平还是很难实现。
2、温室控制智能化
随着科学技术的飞速发展，温室控制系统的自动化水平不断提高，由原来单一的数据采集和控制，向着以专家系统为代表的智能化系统发展。
由于温室环境的控制过程及
其复杂，它是具有变量多、耦合性强、干扰大、非线性以大时滞的复杂系统，其数学模型难以建立，因此常规的工业控制方法很难实现。
美国、荷兰、日本等一些温室技术比较先进的发达国家，将开始模糊控制、神经网络控制、遗传算法等先进的控制算法应用到温室控制系统中，温室生产基本实现了自动化及智能化。
3、温室分布式控制系统
目前分布式控制系统都是采用一台主机电脑和多个具有单独控制功能的终端处理设备构成了主机—终端的模式，通过一台计算机做控制中心对其他子系统进行控制管理。
这种模式控制的灵活性好，可靠性低，如果主控计算机一旦出现故障，整个的控制系统便无法正常工作。
因此分布式计算机控制系统将成为温室控制系统的发展方向，该系统采用服务器—客户模式，即整个系统的控制功能不是由控制中心的计算机完成的，而是由系统中的每一个只处理器（PLC、单片机）进行处理所采集的数据并进行控制，每个只处理器不受控制中心的影响而独立工作。
分布式控制系统由于具有可靠性高、扩展功能强以及适应性等优点，而将会成为温室控制系统发展的方向。
4、温室控制信息化、网络化
在高科技发展迅速的现代社会，导致信息化、网络化发展进程的加快，因此将网络信息技术应用到温室大棚的控制系统中将会发展成为一种潮流趋势。
随着现代测控技术、网络技术、无线传输技术以及计算机技术的不断进步，温室大棚环境控制系统的发展将会向着开放式、多因子、多层次以及综合性的方向发展。
托普物联网的温室大棚智能控制系统主要根据以下几个方面来进行设计
1）、温室大棚内环境的特点，分析对温室大棚有影响的环境因子，设计温室大棚的调控方案。
2）、根据温室环境各因素对农作物生长的影响，建立温室大棚控制系统的数学模型，并且确定合适温室大棚控制系统控制算法。
3）、提出温室大棚智能控制系统的总体设计方案。
4）、研究系统中无线传感器节点、ZigBee无线组网、数据采集处理系统等软硬件设计，数据采集涉及温度、湿度及光照传感器。
5）、研究基于DSP的温室大棚智能监控平台的研究，实现温室内部环境（光照、
温度、湿度、二氧化碳浓度、土壤水分等）的自动检测；并且实现对通风系统、加温系统、加湿系统、降温系统、CO2释放系统、遮阳网系统、不管系统等的自动控制。
本文涉及的温室大棚控制系统硬件的研究设计不要是对DSP控制平台的设计、各无线传感器节点的设计，数据采集模块电路的设计、数据汇集模块电路的设计及基于ZigBee 的数据模块与DSP接口电路的设计、节点供电电路的设计、电源管理电路的设计、充电电路的设计、复位电路的设计等。
CC2430 SoC电路原理设计图
CC2430与传感器接口电路设计
温室大棚智能控制系统的软件设计
ZigBee节点程序设计
CC2430芯片的CPU是8位的8051微处理器，因此对ZigBee节点的软件开发采用IARsystem公司的IAR Embedded WorkbenchV7.20H这一开发环境进行软件开发，该开发环境可用于编译、调试嵌入式应用程序。
它的编程环境包括：C/C++优化编译器、代码编辑器、C-SPY调试器、工程项目管理器以及连接定位器等的各种开发工具。
并且他具有在线调试功能，可以支持多种反正器从而很容易的思想程序的在线调试。
本文将使用8051C/C++编译器对本系统的ZigBee节点软件进行开发，并且为方便程序的开发在组建开发平台时调用CC2430的相关库文件。
ZigBee无线传感器节点软件设计
根据系统的总体设计要求，ZigBee无线传感器节点作为数据的采集节点，负责将温室大棚内的温湿度传感器、光纤强度传感器、CO2传感器采集到的数据发送到ZigBee 数据汇聚节点，然后通过ZigBee数据汇聚节点将数据传送到DSP控制平台。
ZigBee无线传感器节点的整体设计流程图。
ZigBee汇聚节点的软件设计
ZigBee数据节点（ZigBee协调器/路由器）的主要功能是将ZigBee数据采集节点的数据进行整合然后将数据传送给DSP监控平台，为DSP提供数据进行算法分析。
ZigBee 数据汇聚节点程序流程图。
总结
1）、本文在深入研究了解国内外温室大棚控制系统发展现状的基础上，对温室大棚内环境的特点进行了研究，然后分析对温室大棚内植物生长有影响的环境因子，建立了温室控制系统的数学模型，确定了适合温室控制系统的控制算法，设计了温室到鞥的调控方案。
2）、在研究了ZigBee无线传输技术的基础上设计了基于CC2430的无线传感器节点，基于CC2430的数据汇聚节点，提出温室大棚智能控制系统的总体设计方案。
3）、完成了基于DSP的监控平台的设计，包括DSP与ZigBee数据汇聚节点的通讯设计，液晶显示及键盘输入电路的设计，温湿度多变量模糊控制算法的实现。
4）、对系统进行了整体测试，测试结果基本达到预期设计要求。