生态园环境监测系统的研究 毕业设计

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1、第1章绪论1.1选题的依据和意义现代农业生态园发展迅速，不仅种植品种更多、规模更大，而且种植区域也更加集中，这给农业人员的管理和优化种植增加了难度和成本。为了解决这些问题，我国的蔬菜大棚种植正在向信息化和智能化的方向发展。只有应用先进的较低成本的信息采集手段，实时、精确地获取大棚环境信息，制定科学的管理决策，最后通过智能设备或人工控制等措施，才能提高种植作物的经济效益，本设计就是设计一个生态园的环境监测系统。在当今社会，我们的经济、农业和工业都趋向于信息话、科技化，尤其是农业生产和农业养殖更是借助了很多现代先进的科技力量。在蔬菜、水果的大棚种植中，大棚

2、中的温度、湿度和光照强度都会对农作物的生长的产生影响，如果我们对大棚中的这三个参数进行监控和有效的调节，那么农作物的数量和质量都会得到上升，一旦我们的农作物的质量和数量有大幅度的提高，那么就标志着我们的农业生产水平上了一个大台阶，所以对生态园环境监测系统的研究是十分有必要的。选题的意义在于这个系统具有以下三个优点：1、可以实时采集周围的温度、湿度和光照强度，分别进行显示，可以人为的直观的观测到，了解生态园的现况。2、该监测系统具有自动设置上下限功能，并配有声光报警功能，一旦所监测的值不在自行设置的上限和下限的范围之内，报警部分就会让人们知道这一情况，工

3、作人员可以作出相应的措施。3、该系统可以将数据传送到上位机上，一旦配置上无线发射模块，再在接收端配置上无线接收模块，这样可以实现远距离传输，接收端的上位机上可以显示出生态园的温度、湿度和光照强度。就以上三点可以充分地表达出这一选题是十分有意思的，一旦我们将这一系统研究到位，应用合理，那么会对我们的农业生产有很大的帮助。1.2选题研究的基本内容-55-本课题根据生态园发展需要，设计一种蔬菜大棚种植环境检测系统，利用传感器对棚内作物生长情况进行监测，采集其在生长周期内温度、湿度和光强的数据，以便及时调整棚内环境达到作物生长的适宜条件，实现蔬菜大棚的优化种植

4、。具体需要做的任务首先要按照实际应用背景完成主控电路的设计，然后要设计利用传感器采集生态园大气环境中的温度、湿度和光照强度的电路，将数据传送到单片机，设计的显示电路要将采集的数据显示，显示精度±1，被监测温度范围10-35℃、被监测湿度范围50-90%RH，不在预置的上下限范围之内要进行声光报警。最后要设计通信电路，将采集完成的数据传送到上位机，并进行显示。首先要对温度、湿度和光照强度进行采集，然后送入单片机，再经数码管进行显示，最后送入无线发射模块，将数据无线传输到远端的上位机上进行显示。主要需要研究以下两种器件：①传感器：温度传感器是指能感受温度并

5、转换成可用输出信号的传感器。按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类；湿度传感器类似，电容式、电阻式和湿涨式湿敏元器件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的；光强传感器一般都选用光敏电阻，是一种因光照强度的改变而导致其电阻值改变的器件。这三种传感器分别在三路信息的采集电路上起到了重要的作用。②下位机、上位机：上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机，一般是单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机

6、再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据，一般为模拟量，转换成数字信号反馈给上位机。本系统是下位机将采集的温度、湿度和光照强度这三个量传输到上位机上进行显示。1.3课题分析-55-本课题主要是利用单片机对生态环境中的温度、湿度和光照强度进行采集和显示，并且无线传输到远端的监控地点再进行显示。基本思路是通过对这三个采集量感应的传感器同时采集这三种数据，将数据传送到单片机，单片机通过程序控制实现用数码管循环显示这三种数据的值，再将数据通过24L01无线发射模块发射，远端的24L01无线接收模块接收到数据，将数据传送到单片机

7、，单片机通过程序控制实现远端数码管对这三个数据的显示。-55-第2章方案分析2.1系统工作原理测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气中吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏元器件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。测量温度和光照强度的方式也很多，和湿度类似。测温元件主要有热电偶和热敏电阻，通过与电源构成测温电路，随着温度的变化导致输出的电压量变化，再经过ADC0809模数转换器，将电压这个模拟量的变化变成数字量的变化，这

8、样再将变化的数字量传输到单片机中，通过程序控制，进行显示，这样就能读出此时的温度值了。感光元件