一种阳台农业智能控制组的设计
基于单片机的智能温室控制系统设计
基于单片机的智能温室控制系统设计随着科技的发展和人类对生活品质的追求，农业领域对智能温室控制系统的需求也日益增加。
这种控制系统能够提供更精确的环境控制，提高作物产量和质量，降低能源消耗，并实现农业生产的自动化和智能化。
本文将探讨基于单片机的智能温室控制系统设计的可能性。
一、系统需求分析智能温室控制系统需要监控和调节温室内的环境因素，包括温度、湿度、光照、CO2浓度等。
单片机作为一种微型计算机，具有体积小、价格低、可靠性高等优点，适合用于构建智能温室控制系统。
二、硬件设计1、单片机选择：根据实际需求，选择合适的单片机作为主控芯片。
例如，STM32单片机具有丰富的外设和强大的处理能力，适合用于构建复杂的控制系统。
2、传感器模块：选择合适的传感器来监测温室内的环境因素。
例如，温度传感器可以监测温室内的温度，湿度传感器可以监测温室内的湿度。
3、执行器模块：根据控制需要，选择适当的执行器来调节温室环境。
例如，电动阀可以调节温室内的温度，水泵可以调节温室内的湿度。
4、人机界面：设计合适的人机界面，以便用户可以直观地查看和控制温室环境。
三、软件设计1、算法设计：根据控制需要，设计合适的控制算法来控制执行器的动作。
例如，模糊控制算法可以用于温度控制，以实现更精确的温度调节。
2、程序编写：使用合适的编程语言编写程序，实现控制算法和控制逻辑。
3、数据处理：通过数据分析处理模块对传感器数据进行处理分析，为控制算法提供准确的环境数据输入。
四、系统测试与优化1、硬件测试：对硬件电路进行测试，确保传感器、执行器和人机界面等设备能够正常工作。
2、软件测试：在硬件测试通过后，进行软件测试，确保软件程序能够正常运行并实现预期的控制效果。
3、系统优化：根据测试结果，对系统进行优化和改进，以提高系统的性能和稳定性。
4、用户反馈：收集用户反馈意见，对系统进行进一步优化和改进，以满足用户需求。
五、结论基于单片机的智能温室控制系统设计具有较高的实用价值和广泛的应用前景。
基于STM32的智慧农业大棚系统设计
STM32单片机
STM32单片机是一种先进的32位微控制器，被广泛应用于各种嵌入式系统中。 它具有高性能、低功耗、易于开发和维护等特点，适用于各种环境下的高效数 据处理和控制任务。在温室大棚控制系统中，STM32单片机可以作为主控制器， 负责采集和处理各种传感器数据，根据预设算法实现对环境因素的调控。
（2）传感器和执行器的选型和接口设计：根据大棚环境因素的监测和控制需 求，选择适当的传感器和执行器型号，并设计相应的接口电路。
（3）数据传输模块的设计：根据实际需要，可以采用有线或无线方式进行数 据传输。如有线传输可选用RS485或CAN总线等方式；如无线传输可选用 Zigbee、NB-IoT或LoRa等技术。
总结本次演示所述，基于STM32的智能农业大棚系统设计具有以下优点：
1、使用STM32作为核心控制器，数据处理能力强，适用于各种复杂的控制场 景；
2、系统结构完整，包括数据采集、处理、控制和反馈等环节，能够实现对大 棚环境的实时监测与控制；
3、电源模块稳定可靠，可适应 各种环境下的电源供给需求。
引言：
随着科技的不断发展，智能化技术逐渐应用于各个领域，其中智慧农业也是其 中的一个重要方向。智慧农业是指通过物联网、传感器、云计算、大数据等先 进技术，实现农业生产的智能化、精细化、高效化和可视化。智慧农业大棚系 统作为智慧农业的一个重要组成部分，可以对大棚内的环境因素进行实时监测 和控制，提高农作物的产量和质量，
系统设计
1、硬件设计
基于STM32温室大棚控制系统的主要硬件包括STM32单片机、各类传感器（如 温度、湿度、光照强度等）、执行器（如通风机、遮阳帘、加湿器等）和人机 界面等。传感器和执行器与STM32单片机之间通过串口或I2C通信进行数据传 输和控制操作。同时，为了方便用户的使用，系统还设计了友好型的人机界面， 用于实时显示传感器数据和执行器状态，以及远程控制温室大棚的环境因素。
智慧农业大棚电气系统设计方案
智慧农业大棚电气系统设计方案智慧农业大棚是一种利用先进技术进行智能管理和监控的高科技农业种植模式。
智慧农业大棚电气系统设计方案是为了确保大棚内的照明、通风、水肥等生产要素能够根据作物的需要进行精准调控和控制，从而提高产量和质量，降低能耗和劳动力成本。
下面是一个智慧农业大棚电气系统设计的方案。
1. 总体框架设计a. 采用中央控制系统，通过集中管理控制所有电气设备，包括灯光、通风、喷灌等。
b. 主要分为光照控制、温湿度控制、水肥控制、安全监控等几大模块，各模块之间相互独立但又可互相联动。
2. 光照控制模块a. 采用智能光照控制系统，根据作物的要求设定光照强度和光照时间，自动调整照明灯光的亮度和工作时间。
b. 采用LED灯具，能够提供适宜的光照强度和光谱，节能且寿命长。
c. 配置光照传感器和光照控制器，能够自动根据光照强度调整灯光的亮度。
3. 温湿度控制模块a. 采用自动温湿度控制系统，能够实时监测大棚内的温度和湿度，并根据设定参数控制通风、加湿、降温等设备。
b. 配置温湿度传感器和温湿度控制器，能够自动调整通风机、湿帘、冷却水泵等设备。
4. 水肥控制模块a. 采用自动喷灌系统，能够根据作物的需水需肥量自动进行浇灌和施肥。
b. 配置水肥传感器和水肥控制器，能够自动调节水泵和肥料机的工作状态。
5. 安全监控模块a. 配置摄像头和传感器，实时监控大棚内的安全情况，如入侵、火灾等。
b. 配置报警器和报警系统，当发生异常情况时能够及时报警并自动采取相应的措施。
6. 数据监测和管理a. 配置数据采集器和监测系统，能够实时监测大棚内的各项数据，如温度、湿度、光照强度、水肥浓度等。
b. 配置数据分析软件，能够对采集到的数据进行分析和处理，提供决策依据和优化控制策略。
7. 电气安全设计a. 采用优质的电气设备，确保系统的稳定性和安全性。
b. 采用绝缘材料和设备，防止触电事故的发生。
c. 安装漏电保护器和短路保护器等安全装置，保障人员的安全。
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述随着城市化进程的加快和人们对健康饮食的追求，蔬菜大棚种植逐渐成为一种重要的农业生产模式。
传统的蔬菜大棚种植存在着诸多问题，如耗能高、生产效率低、管理不便等。
为了提高蔬菜大棚的种植效率，降低成本，保证产品的质量和安全，基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统应运而生。
本文将针对智能蔬菜大棚控制系统的设计进行简要介绍。
一、智能蔬菜大棚控制系统设计的基本要求1. 实时监测环境参数：包括温度、湿度、光照强度等，以保证蔬菜的生长环境处于最佳状态。
2. 自动控制设备：根据实时监测的环境参数，自动控制通风、灌溉、加热、遮阳等设备，以确保蔬菜大棚的生长条件。
3. 数据采集与存储：实时采集并存储蔬菜生长过程中的相关数据，供后续分析和管理。
4. 远程监控与控制：通过远程网络，管理员工可以远程监控和控制蔬菜大棚的工作状态。
三、智能蔬菜大棚控制系统设计的实现1. PLC控制器的选择PLC控制器是智能蔬菜大棚控制系统的核心部件，可根据具体需求选择适合的PLC型号。
2. 传感器网络的布局与连接根据蔬菜大棚的实际情况，布局传感器网络，实现对环境参数的实时监测。
3. 控制设备的连接与调试将通风、灌溉、加热、遮阳等设备连接至PLC控制器，进行参数设定和调试。
4. 数据采集与存储系统的建立建立数据库系统，实现对蔬菜大棚生产数据的实时采集和存储。
5. 远程监控与控制系统的搭建通过网络搭建远程监控与控制系统，实现对蔬菜大棚的远程监控和控制。
四、智能蔬菜大棚控制系统的优势1. 提高生产效率：智能控制系统可以根据环境参数自动调整控制设备，保证蔬菜大棚的生长环境处于最佳状态，从而提高生产效率。
2. 降低成本：智能控制系统可以有效节约能源和水资源，降低生产成本。
3. 提高产品质量和安全：通过实时监测和远程控制，可以及时发现和处理问题，确保蔬菜的质量和安全。
4. 减轻管理负担：智能控制系统可以降低管理人力成本，提高生产管理效率，减轻管理负担。
智能农业监测系统的设计与实施
智能农业监测系统的设计与实施一、智能农业监测系统的概述智能农业监测系统是利用现代信息技术，对农业生产环境、作物生长状况、农业设备运行状态等进行实时监测和数据采集，并通过数据分析和处理，为农业生产决策提供科学依据的系统。
该系统通常包括传感器网络、数据传输网络、数据处理中心和应用终端等部分。
二、智能农业监测系统的设计（一）传感器网络设计传感器是智能农业监测系统的核心部件，负责采集各种农业相关数据。
根据监测对象的不同，需要选择合适的传感器类型，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤水分传感器、土壤养分传感器等。
同时，为了确保传感器数据的准确性和可靠性，还需要进行合理的传感器布局和校准。
（二）数据传输网络设计数据传输网络负责将传感器采集到的数据传输到数据处理中心。
常见的数据传输方式包括有线传输（如以太网、RS485 等）和无线传输（如 WiFi、蓝牙、ZigBee 等）。
在选择数据传输方式时，需要考虑传输距离、数据量、传输速度、稳定性等因素。
（三）数据处理中心设计数据处理中心是智能农业监测系统的大脑，负责对采集到的数据进行存储、分析和处理。
数据处理中心通常包括服务器、数据库和数据分析软件等。
服务器需要具备足够的计算能力和存储容量，以满足数据处理和存储的需求。
数据库用于存储采集到的数据，以便后续查询和分析。
数据分析软件则用于对数据进行挖掘和分析，提取有价值的信息。
（四）应用终端设计应用终端是智能农业监测系统的用户接口，为用户提供数据查询、分析和决策支持等服务。
应用终端可以是电脑端软件、手机 APP 或网页等形式。
应用终端的设计需要考虑用户体验，界面简洁直观，操作方便快捷。
三、智能农业监测系统的实施（一）系统安装与调试在系统实施过程中，首先需要进行传感器网络的安装和调试。
确保传感器安装位置准确，连接稳定，数据采集正常。
同时，对数据传输网络进行测试，确保数据能够准确、及时地传输到数据处理中心。
在系统安装完成后，进行整体调试，检查系统各部分的协同工作情况，对出现的问题进行及时解决。
智能大棚控制策划书3篇
智能大棚控制策划书3篇篇一智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的发展，智能大棚在农业生产中的应用越来越广泛。
为了提高大棚种植的效率和质量，实现精准化、智能化管理，特制定本智能大棚控制策划书。
二、项目目标1. 实现对大棚内环境参数（温度、湿度、光照等）的实时监测和精准控制。
2. 提高大棚种植的自动化水平，减少人工干预，降低劳动强度。
3. 优化作物生长环境，提高作物产量和品质。
三、系统设计1. 传感器模块：安装温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，实时采集大棚内环境数据。
2. 控制模块：根据传感器数据，自动控制通风设备、遮阳设备、灌溉设备等。
3. 数据传输模块：将采集到的数据传输到监控中心，以便远程监控和管理。
4. 监控中心：对大棚内情况进行实时监控和数据分析，制定相应的控制策略。
四、功能实现1. 温度控制：当温度过高或过低时，自动开启或关闭通风设备、加热设备等，保持适宜温度。
2. 湿度控制：通过灌溉设备的控制，调节大棚内湿度。
3. 光照控制：利用遮阳设备调整光照强度，满足作物不同生长阶段的需求。
4. 预警功能：当环境参数超出设定范围时，及时发出警报。
五、实施步骤1. 进行现场勘查，确定大棚布局和设备安装位置。
2. 采购所需的传感器、控制设备等硬件。
3. 安装和调试系统，确保各项功能正常运行。
4. 对相关人员进行培训，使其熟悉系统操作和维护。
六、成本预算主要包括硬件设备采购、安装调试费用、系统维护费用等，具体根据实际情况进行核算。
七、效益评估1. 通过智能化控制，预计可提高作物产量[X]%。
2. 减少人工成本和资源浪费。
3. 提升农产品质量，增加市场竞争力。
八、风险分析与应对1. 设备故障风险：定期维护和检测设备，储备备用件。
2. 数据传输问题：采用稳定的传输方式，确保数据的准确性和及时性。
希望这份策划书能为智能大棚控制项目的顺利开展提供有力的指导！篇二智能大棚控制策划书一、项目背景随着农业现代化的不断发展，智能大棚的应用越来越广泛。
智能种植环境监测与调控系统开发方案
智能种植环境监测与调控系统开发方案第1章项目背景与意义 (4)1.1 智能种植行业现状分析 (4)1.2 环境监测与调控的重要性 (4)1.3 项目目标与价值 (5)第2章系统需求分析 (5)2.1 功能需求 (5)2.1.1 环境参数监测 (5)2.1.2 数据采集与处理 (5)2.1.3 环境调控 (6)2.1.4 预警与报警 (6)2.1.5 数据可视化 (6)2.1.6 用户管理 (6)2.2 功能需求 (6)2.2.1 实时性 (6)2.2.2 准确性 (6)2.2.3 并发性 (6)2.2.4 响应速度 (6)2.3 可靠性需求 (6)2.3.1 系统稳定性 (6)2.3.2 数据安全性 (6)2.3.3 抗干扰能力 (6)2.4 系统扩展性需求 (7)2.4.1 硬件扩展 (7)2.4.2 软件扩展 (7)2.4.3 数据接口 (7)2.4.4 兼容性 (7)第3章系统总体设计 (7)3.1 系统架构设计 (7)3.1.1 感知层 (7)3.1.2 传输层 (7)3.1.3 处理层 (7)3.1.4 应用层 (7)3.2 技术路线选择 (7)3.2.1 传感器技术 (8)3.2.2 通信技术 (8)3.2.3 数据处理技术 (8)3.2.4 云计算技术 (8)3.2.5 互联网技术 (8)3.3 系统模块划分 (8)3.3.1 数据采集模块 (8)3.3.2 数据传输模块 (8)3.3.4 数据展示模块 (8)3.3.5 环境预警模块 (8)3.3.6 远程控制模块 (8)3.3.7 用户管理模块 (8)3.3.8 系统管理模块 (8)第4章环境参数监测模块设计 (9)4.1 土壤参数监测 (9)4.1.1 土壤湿度监测 (9)4.1.2 土壤pH值监测 (9)4.1.3 土壤养分监测 (9)4.2 气象参数监测 (9)4.2.1 温度监测 (9)4.2.2 湿度监测 (9)4.2.3 光照强度监测 (9)4.2.4 风速与风向监测 (9)4.3 植株生长状态监测 (9)4.3.1 植株高度监测 (10)4.3.2 叶面积指数监测 (10)4.3.3 植株生理参数监测 (10)4.3.4 植株图像识别与分析 (10)第5章环境调控模块设计 (10)5.1 智能灌溉系统 (10)5.1.1 系统组成 (10)5.1.2 传感器选型 (10)5.1.3 控制策略 (10)5.1.4 系统实现 (10)5.2 通风与湿度控制系统 (10)5.2.1 系统组成 (10)5.2.2 传感器选型 (11)5.2.3 控制策略 (11)5.2.4 系统实现 (11)5.3 光照与温度控制系统 (11)5.3.1 系统组成 (11)5.3.2 传感器选型 (11)5.3.3 控制策略 (11)5.3.4 系统实现 (11)第6章数据采集与传输系统设计 (11)6.1 数据采集方案 (11)6.1.1 采集内容 (11)6.1.2 采集频率 (12)6.1.3 采集方式 (12)6.2 传感器选型 (12)6.2.1 温度传感器 (12)6.2.3 光照传感器 (12)6.2.4 二氧化碳传感器 (12)6.2.5 植物生长参数传感器 (12)6.3 数据传输方案 (12)6.3.1 传输协议 (12)6.3.2 传输网络 (13)6.3.3 传输距离 (13)6.3.4 数据处理与存储 (13)第7章数据处理与分析 (13)7.1 数据预处理 (13)7.1.1 数据清洗 (13)7.1.2 数据规范化 (13)7.1.3 数据集成 (13)7.2 数据存储与查询 (13)7.2.1 数据存储 (13)7.2.2 数据查询 (13)7.3 数据分析算法 (14)7.3.1 时间序列分析 (14)7.3.2 关联分析 (14)7.3.3 聚类分析 (14)7.3.4 决策树分析 (14)7.3.5 机器学习算法 (14)7.3.6 大数据分析 (14)第8章系统软件设计与开发 (14)8.1 系统软件架构设计 (14)8.1.1 总体架构 (14)8.1.2 表现层设计 (14)8.1.3 业务逻辑层设计 (14)8.1.4 数据访问层设计 (15)8.2 前端界面设计 (15)8.2.1 设计原则 (15)8.2.2 功能模块 (15)8.2.3 界面布局 (15)8.3 后端逻辑处理 (15)8.3.1 请求处理流程 (15)8.3.2 核心模块实现 (15)8.4 数据库设计 (16)8.4.1 数据库选型 (16)8.4.2 数据表设计 (16)8.4.3 数据表关系 (16)第9章系统集成与测试 (16)9.1 系统集成方案 (16)9.1.1 系统架构概述 (16)9.1.3 集成步骤 (17)9.2 系统测试策略 (17)9.2.1 测试目标 (17)9.2.2 测试方法 (17)9.2.3 测试工具与设备 (17)9.3 测试结果与分析 (17)9.3.1 功能测试 (18)9.3.2 功能测试 (18)9.3.3 安全性与可靠性测试 (18)9.3.4 用户测试 (18)第10章系统实施与推广 (18)10.1 系统部署与运维 (18)10.1.1 部署策略 (18)10.1.2 运维管理 (18)10.2 用户培训与支持 (18)10.2.1 培训计划 (18)10.2.2 用户支持 (18)10.3 市场推广策略 (19)10.3.1 市场定位 (19)10.3.2 推广渠道 (19)10.3.3 合作伙伴 (19)10.4 项目评估与优化建议 (19)10.4.1 项目评估 (19)10.4.2 优化建议 (19)10.4.3 创新与拓展 (19)第1章项目背景与意义1.1 智能种植行业现状分析现代农业技术的不断发展，智能种植作为一种新兴产业，在我国农业领域得到了广泛关注和应用。
设施农业中的智能环境控制系统
设施农业中的智能环境控制系统设施农业是现代农业的重要发展方向，它通过采用各种人工设施来改善农业生产环境，从而提高农作物的产量和质量。
在设施农业的众多技术要素中，智能环境控制系统起着至关重要的作用。
一、智能环境控制系统的基本构成智能环境控制系统主要由传感器、控制器、执行器等部分组成。
传感器就像是设施农业环境的“触角”，能够精准感知环境中的各种参数。
例如温度传感器，它可以实时检测设施内的温度状况。
无论是白天阳光直射下温度的急剧上升，还是夜晚温度的自然下降，温度传感器都能准确捕捉。
湿度传感器同样不可或缺，它能监测到空气中水汽的含量，这对于许多对湿度要求严格的农作物来说意义非凡。
还有光照传感器，它可以判断光照的强度、时长以及光谱分布等信息。
在一些高档的设施农业中，还会配备二氧化碳传感器，因为二氧化碳浓度对植物的光合作用有着直接的影响。
控制器则是整个系统的“大脑”。
它接收来自传感器的各种数据，并根据预设的程序和算法进行分析处理。
例如，当温度传感器传来的数据显示设施内温度过高时，控制器会迅速做出反应。
控制器内部储存着不同农作物在不同生长阶段适宜的温度范围等相关信息，这使得它能够准确判断当前温度是否对农作物生长不利。
执行器是系统的“手脚”，负责根据控制器的指令来对环境进行调节。
常见的执行器有通风设备、加热设备、灌溉设备和遮阳设备等。
当控制器判定温度过高时，通风设备可能会被启动，让新鲜的空气进入设施内，起到降温的作用；如果温度过低，加热设备则会开始工作，提高设施内的温度。
灌溉设备在湿度传感器的数据支持下，可以精确地控制浇水量，保证土壤湿度处于合适的水平。
遮阳设备则能够根据光照传感器的信号，在光照过强时自动展开，避免农作物受到过度光照的伤害。
二、智能环境控制系统对作物生长的影响智能环境控制系统为作物生长创造了近乎理想的环境条件。
在温度方面，它能够确保作物始终处于适宜的温度区间。
以草莓种植为例，草莓在开花期适宜的温度在15-20摄氏度之间。
基于PLC的智能温室控制系统的设计
基于PLC的智能温室控制系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和智能化的发展，温室控制技术已成为现代农业科技的重要组成部分。
传统的温室控制方法往往依赖于人工操作和经验判断，无法实现精准、高效的环境调控，而基于PLC（可编程逻辑控制器）的智能温室控制系统则能够实现对温室内部环境参数的实时监控和精确控制，从而提高温室作物的生长质量和产量。
本文旨在探讨基于PLC的智能温室控制系统的设计方法，包括系统的硬件和软件设计，以及实际应用中的性能测试和效果评估。
通过对该系统的研究，旨在为现代农业温室控制提供一种新的、更加智能化和高效的控制方案，为农业生产的可持续发展做出贡献。
二、智能温室控制系统的总体设计在设计基于PLC的智能温室控制系统时，我们首先需要对整个系统的总体架构进行明确规划。
本系统的设计目标是实现温室环境的自动化、智能化调控，以提高农作物的生长质量和产量。
智能温室控制系统由传感器网络、PLC控制器、执行机构和用户交互界面等部分组成。
传感器网络负责采集温室内的温度、湿度、光照、土壤养分等环境参数；PLC控制器作为核心，负责接收传感器数据，进行逻辑运算和决策，向执行机构发送控制指令；执行机构根据指令调节温室内的环境设备，如通风设备、灌溉设备、遮阳设备等；用户交互界面则提供人机交互功能，便于用户查看当前环境参数、历史数据以及手动控制温室设备。
考虑到温室控制系统的复杂性和实时性要求，我们选用性能稳定、编程灵活的PLC控制器。
具体选型时，我们综合考虑了控制器的处理速度、输入输出点数、通信接口以及扩展能力等因素，确保所选PLC 能够满足智能温室控制系统的需求。
传感器是获取温室环境参数的关键设备，我们选择了高精度、快速响应的传感器，以确保数据的准确性和实时性。
执行机构则是实现温室环境调控的重要手段，我们根据温室内的设备类型和调控需求，选择了相应的执行机构，如电动阀、电动窗帘等。
在智能温室控制系统中，各个组成部分之间需要进行高效的数据传输和通信。
智能农业系统设计与实现
智能农业系统设计与实现随着全球人口不断增长，粮食生产及食品安全也成为了一个备受关注的话题。
智能农业系统应运而生，为农业生产提供了新的解决方案。
本文将探讨智能农业系统的设计和实现。
一、智能农业系统的概述智能农业系统是基于传感器、机器学习和人工智能等技术，对农业生产进行实时监测和分析，并根据分析结果进行决策和操作的一种新型农业生产方式。
智能农业系统可以为农民提供更准确、高效、安全和可控的生产方式，从而提高生产效率和质量。
二、智能农业系统的组成部分（一）传感器网络传感器网络是智能农业系统中非常重要的一部分，它可以实时监测土壤水分、温度、光照、空气质量以及植物生长情况等多种参数信息。
这些信息可以被上传到云端数据库中进行存储和分析。
（二）云端数据库云端数据库是智能农业系统中的核心部分，它可以存储和管理传感器网络上传的大量数据，并且可以进行多种数据分析算法的实现。
通过数据分析，可以获得相关的决策和运营指导。
（三）机器学习模型机器学习模型是智能农业系统实现的关键技术，它可以根据传感器网络上传的数据，对植物的生长状况、病虫害预警、农业生产管理等进行预测和分析。
通过机器学习，可以动态调整农业生产决策和管理方案，提高生产效率和农业质量。
（四）移动设备和数据分析应用移动设备和数据分析应用是智能农业系统的操作端，可以通过手机或电脑访问云端数据库，并实时监测农业生产的各项数据。
通过数据分析应用，可以实现对生产决策的即时反馈和调整。
三、智能农业系统的实现方法（一）基于云端平台的智能农业系统基于云端平台的智能农业系统，可以实现农业数据的实时监测、统计和分析。
这种方式需要建立起完整的传感器网络和云端平台，以进行数据的存储和分析。
同时也需要开发相应的移动设备和数据分析应用，以方便农民进行实时监测和调整。
（二）基于无线网络的智能农业系统基于无线网络的智能农业系统，将采用传感器节点进行无线通讯，并且与相应的控制装置关联。
这种方式可以实现对农业生产的实时监测和控制。
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2017 年 软件 2017, Vol. 38, No. 4第 3 8 卷第 4 期 COMPUTER ENGINEERING & SOFTWARE 国际 IT 传媒品牌
设讨研尧与启用一种阳台农业智能控制组的设计解朦，李明辉，徐伟(黑龙江农业工程职业学院，黑龙江哈尔滨150088)
摘要：本文设计了一种用于阳台农业的智能控制组，包括嵌入式网关控制端和移动控制端。嵌入式网关采用 S3C2416芯片搭载WinCE操作系统，该系统能够充分发挥ARM9芯片的数据处理能力，性能高、运行稳定；移动
控制端则是基于Android操作系统开发的APP，该系统开源、系统精简且用户量大，具有较强的应用价值。本控制 组的设计不仅实现了阳台农业的无线远程控制功能，而且提高了阳台农业的精细化程度。关键词：阳台农业；物联网；S3C2416; WinCE; Android
中图分类号：TP212.6 文献标识码：A DOI: 10.3969/j.issn.l003-6970.2017.04.029本文著录格式：解朦，李明辉，徐伟.一种阳台农业智能控制组的设计[J].软件，2017, 38 (4): 150-153
A Design of Balcony Agricultural Intelligent Control Group
XIE Meng, LI Ming-hui, XU Wei{Heilongjiang Agricultural Engineering Vocational College)
【Abstract】：This paper designs an intelligent control group for the balcony agricultoe, including the embedded
gateway control terminal and the mobile control terminal. Embedded gateway S3C2416 chip equipped with WinCE operating system, the system can give full play to the ARM9 chip data processing capabilities, high performance, stable operation; mobile control terminal is an APP developed based on the Android operating system, the system open source, the system streamlined and user Large, with a strong application value. The design of the control group not only realizes the wireless remote control function of the balcony agriculture, but also improves the refinement degree of the balcony agriculture.【Key words】：Balcony agriculture; Internet of things; S3C2416; WinCE; Android
0引言
随着我国城市化脚步的不断推进，食品安全成 为了当今社会急需解决的一个问题。随着生活水平 的提高，人们更追求自然、崇尚健康。阳台农业就 是利用城市内有效的空间，以高科技手段种植农产 品的新型农业形式。由于阳台农业具有操作简单、 环境友好、颐养身心等优点，正在被更多的市民所 接受。物联网是继计算机、互联网与移动通信网之后 的世界信息产业第三次浪潮。[1]近年来，随着智能 农业、精准农业的发展，智能感知芯片、移动嵌入 式系统等物联网技术在现代农业中的应用也在逐步 拓宽。[2]针对城市居民不断增长的需求，发展基于 物联网技术的阳台农业具有很重要的意义。
1物联网阳台农业概述
1.1阳台农业阳台农业从字面上理解就是在阳台上髙农业生 产，但其实质是在城市建筑物的内部和外部进行的
农业生产活动。美国阳台农业开发面积占屋顶面积 30%，生产的农产品产值占美国农产品产值的1/3以 上；1982年，德国政府通过立法强制推行屋顶绿化， 2003年德国屋顶绿化的覆盖率超过14%，屋顶绿化 种植总面积超过1350万平方米[3_4]。我国的阳台农业技术较之发达国家还是起步较 晚，不够成熟，大部分居民利用阳台种植依然局限 于传统单一的有土种植形式，作物的产量和质量始 终不能令人满意。本文提出了物联网+阳台农业的模 式。该模式利用物联网技对术农业生产的各要素实解朦等：一种阳台农业智能控制组的设计行数字化设计、智能化控制、精准化运行和科学化 管理，从而实现对各项作物生长参数的“全面感知、 可靠传输和智能处理”[5]，兼顾了观赏、美化和收获0 1.2设计概述本文设计的阳台农业模型如图1所示。
图1阳台农业模型该系统是结合了物联网技术的智慧农业系统， 系统工作过程如下：首先由采集模块（传感器）收 集作物生长的环境信息（温度、湿度、C02浓度等） 并将数据传递给嵌入式网关（现场控制模块）和用 户终端（手机），用户可以在这两个设备上实时查看 各项参数，并且可以通过继电器控制执行模块（空 调、加湿器、co2发生器等）进行有效的环境调节， 以此为作物的生长创造最有利的环境条件。针对物联网+阳台农业系统的网关设计需要完 成两部分的工作：1.现场控制模块，即嵌入式网关 的设计和制作；2.远程控制模块，即用户手机终端 的软件开发。2硬件设计
基于ARM926EJ内核的32位RISC微处理器，65 nm
工艺制程，具有低功耗、高性能和低成本的特性[6]。② USB 和 RS232本设计在USB方面提供了一路USB Device接 口，用于支持ActiveSync和PC机同步通信和联调 应用程序；三路USB Host接口，用于支持键鼠、U
盘等设备。串口方面，四路带隔离的3线RS-232串 口，其中二路可以作为RS-485总线接口。③ 人机交互设备该部分包含一块8.0(英寸)，800*600, 64 K色 的显示屏和一块4线电阻式触摸屏，由于S3C2416 芯片集成了触摸屏控制器，所以可以直接连接。④ 以太网控制器由于系统选用的微处理器本身没有以太网接 口，所以本设计中选用了 DM9000 E以太网控制芯 片与处理器相连接，构成一路100 M的以太网络接 口，并通过无线路由器实现与手持终端的通信。[7] 2.2网关外围硬件设计本研究中网关的外围硬件以及提供的支撑功能 如下：220 V主电源空气开关，用于给交流设备供 电；12 V高频开关电源，用以获得12 V直流电； 混合I/O数据采集模块，用于将芯片输出的数字量 转换成模拟电压；中间继电器，用于控制220 V用 电器的电源通/断；接线端子，用于接入传感器发送 的数字信号；无线路由器，用于和用户终端的通信。
由于本设计中用户终端是Android系统手机， 所以硬件部分工作即嵌入式网关和控制模块及外围 电路的设计制作。2.1嵌入式网关硬件设计网关的硬件框图如图2所示。
图2硬件框图①主处理器本研究选用的S3C2416芯片是一款三星生产的
3软件设计
3.1嵌入式网关软件设计嵌入式网关是基于WinCE5.0系统开发的软件， WinCE 5.0是微软公司公司开发的一种嵌入式操作 系统，它是一种模块化的、易剪裁、定制移植方便 的、实时抢占式多任务嵌人式操作系统。它能支持 多种硬件平台(包括X86、ARM、MIPS等)，能满足 测控系统对实时性、稳定性的要求。本设计采用IHatform Builder工具进行操作系统 的定制，用以支持OAL层、Boot Loader•和驱动程 序的开发。Boot Loader以U-boot为基础进行修改， 驱动程序方面主要是对采集模块所需的具体传感器 进行驱动程序开发，详细代码不再赘述。应用程序开发部分主要包含采集单元、网络单 元、控制单元、历史数据查询、终端参数设置、系 统运行监控和图形界面7个部分组成。其结构如图 3所示。
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图4功能模块图(开始）\____^
I I r图3阳台农业网关软件设计其中采集单元主要是传感器端的A/D转换；网 络单元采用TCP/IP协议，一方面实现传感器单片机 向上位机的数据发送，另一方面实现网关与手持终 端的数据互通；控制单元主要是根据PID算法，用 C语言编写的控制子程序；历史数据查询是将$ 到的数据写入SDRAM中，当写入的数据达到F
一页的大小时，再将数据写入Flash;终端参数i
是系统提供给用户的设置功能模块，主要功能J
络参数设置和修改；系统运行监控是系统提供姜 护人员的接口，可用于监测整个系统的运行状； 图形界面使用GWES软件实现。3.2移动端软件设计本设计选用Android系统作为移动端的AP:台，使用Java开发，选用MyEclipse工具进行！ 层软件开发，该工具具有开放性好、开发效率？ 优点[8]〇本文设计的APP包含两个功能模块：环境1 和远程控制，如图4所示。其中，环境监测模块可以显示出现场传感4 过网络传递来的空气、土壤相关参数，并进行有 远程控制模块则可以通过按键控制的形式，远3 制执行器（加湿器等）的动作，并且提供IP地 TCP端口等网络参数的设置和修改功能。[9]本文设计的软件以远程监测和控制为目的， 作流程图如图5所示：mm(a)网关外围硬件 （b)手机监测界面 （c)手初图6则量lash曼置區网合维备；P平謂略等落通:储；呈控址、
工
图5工作流程图•软件初始化，网络模块将采集器收集到的数 据传递给主程序•用户可以通过监测界面显示环境参数（温 度、湿度等）；•用户可以通过控制界面向执行器下达指令 (ON/OFF )；•用户可以在监测和控制界面间相互切换，实 时观测和控制。
4系统测试本设计着重在于嵌入式网关和用户端的设计， 所以数据采集和环境控制仅针对实验室环境，配备 了实验级传感器和民用级电器，实验设备和测试结 果如图6所示。
f 睽强度丨
1
，控制界面 （d)监测模块实验设备和系统测试
(e)控制模块
阳台农业系统网关远程移动控制终端-1号&2号继电器控W--5号&6号继电器控制-
图形界面
系统运行监控
终端参数设置
控制单元
网络单元
采集单元
历史数据查询
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