本文關(guān)鍵詞：草莓大棚光照及溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：應(yīng)保定草莓電子研究所邀請,順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”新形式的驅(qū)使,設(shè)計(jì)一種環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于草莓溫室大棚生長環(huán)境中。眾所周知,草莓大棚中空氣溫濕度、土壤濕度和光照強(qiáng)度等作為草莓大棚內(nèi)重要的生長因素,很大程度上影響著植株的生長。傳統(tǒng)草莓大棚環(huán)境參數(shù)都是人工利用現(xiàn)場儀器進(jìn)行實(shí)地測量,并且通過人工操作改變草莓溫室大棚內(nèi)環(huán)境參數(shù),大大增加了人工勞動的投入。伴隨著“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的提出,人工智能化的管理監(jiān)控方式將逐漸取代傳統(tǒng)的人力勞動。Modbus通訊技術(shù)以標(biāo)準(zhǔn)、開發(fā)、幀格式簡單、可靠等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域,本文基于Modbus通訊協(xié)議,設(shè)計(jì)了一種草莓大棚監(jiān)控系統(tǒng),可以對草莓大棚環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測、調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)以草莓大棚環(huán)境為對象,結(jié)合Modbus傳輸協(xié)議特點(diǎn),設(shè)計(jì)完成了主機(jī)和從機(jī)星形組網(wǎng)設(shè)計(jì),其中包括從機(jī)空氣溫濕度采集節(jié)點(diǎn)、從機(jī)土壤濕度采集節(jié)點(diǎn)、從機(jī)光照監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、從機(jī)自動澆灌節(jié)點(diǎn)以及自動卷簾節(jié)點(diǎn),完成了上位機(jī)與主控端對接程序設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了實(shí)時數(shù)據(jù)在上位機(jī)顯示等功能。采用CC1101無線射頻模塊實(shí)現(xiàn)了主機(jī)和從機(jī)在433MHz數(shù)據(jù)之間的傳輸;空氣溫濕度采集節(jié)點(diǎn)采用的是AM2321數(shù)字溫濕度傳感器直接與單片機(jī)進(jìn)行連接;土壤濕度傳感器采集節(jié)點(diǎn)采用的是FC-28型濕度傳感器直接與從機(jī)微控制器連接;光照強(qiáng)度檢測采用線性輸出的硅光電池;自動控制單元通過主機(jī)向從機(jī)發(fā)送指令,控制繼電器的閉合達(dá)到控制水泵和卷簾的開啟和關(guān)閉。本設(shè)計(jì)選擇在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)測試,通過系統(tǒng)測試得出:空氣溫度采集范圍是5-50℃,空氣濕度采集范圍是25%RH-90%RH,土壤濕度采集范圍是20%RH-90%RH,主機(jī)與從機(jī)節(jié)點(diǎn)通過無線收發(fā)數(shù)據(jù)可靠傳輸距離約為81米。通過幾次實(shí)驗(yàn)測試,基于Modbus通訊協(xié)議進(jìn)行星形組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)獲得成功并且能夠穩(wěn)定運(yùn)行,可應(yīng)用到草莓大棚監(jiān)控系統(tǒng),為后續(xù)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：Modbus 草莓大棚 溫濕度 光照強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S628;S668.4;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-14
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究的內(nèi)容13-14
• 第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)14-18
• 2.1 Modbus技術(shù)特點(diǎn)概述14
• 2.2 Modbus網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治?/span>14-16
• 2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)16-17
• 2.4 本章小結(jié)17-18
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)18-29
• 3.1 系統(tǒng)硬件分析18-19
• 3.2 空氣溫濕度采集模塊19-20
• 3.3 土壤濕度采集模塊20-21
• 3.4 光照強(qiáng)度采集模塊21-22
• 3.5 自動控制模塊22-23
• 3.5.1 自動澆灌模塊22
• 3.5.2 自動卷簾模塊22-23
• 3.6 通訊模塊23-26
• 3.6.1 CC1101射頻模塊23-24
• 3.6.2 串口切換開關(guān)模塊24-25
• 3.6.3 串口通訊模塊25-26
• 3.6.4 wifi模塊26
• 3.7 電源模塊26-27
• 3.8 PCB設(shè)計(jì)27-28
• 3.9 本章小結(jié)28-29
• 第4章 軟件程序設(shè)計(jì)29-38
• 4.1 系統(tǒng)編譯環(huán)境29-30
• 4.2 節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)30-34
• 4.2.1 土壤濕度采集節(jié)點(diǎn)和自動澆灌程序設(shè)計(jì)30-31
• 4.2.2 空氣溫濕度采集節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)31-32
• 4.2.3 光照強(qiáng)度采集程序設(shè)計(jì)32-33
• 4.2.4 自動卷簾控制程序設(shè)計(jì)33-34
• 4.3 上位機(jī)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)34-37
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-35
• 4.3.2 登錄界面設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)35-36
• 4.3.3 監(jiān)控界面設(shè)計(jì)36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 第5章 組建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)38-47
• 5.1 Modbus星形組網(wǎng)分析38-40
• 5.1.1 主機(jī)狀態(tài)圖38-39
• 5.1.2 從機(jī)狀態(tài)圖39-40
• 5.2 主、從結(jié)構(gòu)程序?qū)崿F(xiàn)40-42
• 5.3 從機(jī)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)分析42-44
• 5.4 上位機(jī)與RS-232對接設(shè)計(jì)44-46
• 5.4.1 上位機(jī)與單片機(jī)設(shè)計(jì)整體思路44-45
• 5.4.2 串口通訊功能實(shí)現(xiàn)45-46
• 5.5 本章小結(jié)46-47
• 第6章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析47-56
• 6.1 主從節(jié)點(diǎn)通訊測試49-51
• 6.2 星形組網(wǎng)通訊測試51-53
• 6.3 主機(jī)與上位機(jī)通訊測試53-55
• 6.4 本章小結(jié)55-56
• 第7章 總結(jié)56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1065104