日光温室自动监控系统-设计说明书
电子校园网 编号：
T0422205M-LW
设计摘要：
本文设计了一种基于STM32F103C8T6单片机的智能日光温室自动监控系统。该系统分为主机部分和从机部分，主机部分负责数据输入和处理，从机部分负责环境监测和控制输出。主机部分采用独立按键和供电电路作为输入，使用OLED12864显示模块作为输出，实现界面切换和温湿度阈值设置。从机部分采用DHT11温湿度检测模块、土壤湿度检测模块、光敏电阻、人体红外和火焰传感器作为输入，继电器和LED灯作为输出，实现环境监测和控制。通过系统的实验和测试，验证了智能日光温室自动监控系统的可靠性和稳定性。
关键词：单片机、温湿度检测、土壤湿度检测、光敏电阻、人体红外、火焰传感器、继电器、LED灯、OLED12864显示模块
字数：11000+
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仿真链接：
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内容预览：
摘 要 II
ABSTRACT III
1 引 言 1
1.1选题背景及实际意义
1.2国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温湿度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STM32F103C8T6单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DHT11传感器检测温湿度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 智能台灯实物测试
5.3 设置阈值测试
5.4 配网测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2主从机通信测试
6.3温度检测测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
温室农业作为一种重要的现代农业技术，已成为提高农作物生产效率和保障农业稳定发展的重要手段。通过温室可以调控温度、湿度和光照等环境参数，为植物提供优越的生长条件，从而实现全年无季节限制的高产、高质、高效的农业生产[1]。随着人们对农产品质量和生态环境的要求越来越高，智能化温室农业管理成为未来发展的方向。
然而，传统温室管理存在一些问题。一是传统温室管理通常依赖人工操作，劳动强度大，不便于实时监测和调节温室环境。二是温室内环境参数波动大，容易造成农作物生长不稳定，影响产量和品质。三是传统温室管理方式对于应急情况的响应较慢，如突发的火灾等。
为了解决以上问题，本研究选题设计了一种基于STM32F103C8T6单片机的智能日光温室自动监控系统。该系统通过采集温度、湿度、光照强度等环境参数，并结合土壤湿度和人体红外传感器，实现对温室内环境的实时监测。同时，通过智能控制器和继电器，系统能够自动调节灌溉、通风和补光等设备，确保温室环境始终处于最佳状态，提高农作物的产量和品质。此外，系统还增加了火焰传感器，能够及时发现火灾等危险情况，并采取相应措施，提高温室的安全性。
本研究的智能日光温室自动监控系统不仅能够提高温室管理的效率和稳定性，还能够减轻人工劳动，降低生产成本。同时，该系统对于提高农产品品质、实现节水和节能等方面也具有重要意义，对于推动智能农业技术的发展具有一定的参考价值。因此，本研究在实际应用中具有广泛的推广和应用前景[2]。
1.1 国内外研究现状
在中国，随着农业现代化的推进，智能温室监控系统的研究与应用得到了广泛关注。国内学者通过整合传感器技术、物联网技术、数据处理和控制算法等，不断优化温室监控系统的性能[3]。
国内研究主要集中在传感器技术方面，包括温湿度传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器等。同时，许多研究关注智能算法的优化，如基于模糊逻辑的控制算法、遗传算法等，以提高系统的智能化水平。此外，国内研究还注重温室监控系统与农业管理系统的集成，实现对温室生产过程的全面监测和智能化管理。
国外对智能温室监控系统的研究也在持续发展。一些发达国家在农业科技领域投入巨大，加速了智能温室监控系统的创新[4]。
国外研究注重多传感器融合技术的应用，通过将多种传感器数据融合，实现对温室环境的更准确、全面的监测。此外，一些国外研究还探索了激光雷达技术在温室监控中的应用，提高了温室内部空间的三维感知能力。
在智能算法方面，国外研究倾向于采用机器学习和深度学习技术，如支持向量机、神经网络等，以提高温室监控系统的自主学习和决策能力。同时，国外研究也注重与大数据和云计算技术的结合，实现对海量数据的处理和存储[5]。
尽管国内外对智能温室监控系统进行了大量研究，但仍然存在一些问题需要解决。首先，传感器的准确性和可靠性仍然需要提高，以确保温室环境数据的准确获取。其次，智能算法的性能有待进一步优化，以提高系统的智能化水平和决策能力。
未来，智能温室监控系统的研究将朝着更高的智能化方向发展。在硬件方面，将探索更先进的传感器技术，如纳米传感器、光纤传感器等，以提高温室环境数据的获取精度。在算法方面，将结合人工智能技术，发展更加智能的自主学习和决策算法。
总体而言，智能温室监控系统的研究与应用在国内外都取得了显著进展。随着科技的不断进步和农业现代化的推进，智能温室监控系统将在未来发挥越来越重要的作用，为提高农业生产效率、保障粮食供应做出更大的贡献[6]。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的日光温室自动监控系统，主要实现以下功能：
1、从机检测温湿度、土壤湿度、空气质量、光照强度、火焰、是否有人
2、主机可以设置阈值，也可以通过手动控制从机的加热制冷、水泵、风扇继电器以及LED灯
3、主从机通过Zigbee模块进行连接
4、主机可通过连接云平台将数据传输到云平台上
