1 引言
随着控制技术、Internet 和移动通信技术的飞速发展，农业生产的自动化、信息化水平不断提高，“可控环境农业”的研究已经越来越为人们所重视。如何方便有效地对温室环境进行监测和控制，如何提高农业生产的信息化水平是目前可控环境农业研究的重点。本章简要说明了课题的研究背景和现实意义，并综述了温室环境监控技术的研究现状和发展趋势，在此基础上提出了本文的研究内容。
1.1 远程温室监测系统的应用现状及发展前景
自20世纪80年代以来，我国工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究，希望通过改变植物生长的自然环境、创造适合植物最佳的生长条件、避免外界恶劣的气候，达到调节产期、促进生长发育、防治病虫害等目的。由此而引发的各种温室测控技术的实际应用与研究也取得了长足发展。发达国家已经向高层次的自动化、智能化方向发展，形成了现代化水平高，比较完善的技术体系[1]。我国温室测控技术应用研究虽然也取得了一定的进展，但是与发达国家相比依旧存在较大差距。随着世界设施农业栽培技术发展迅速，温室面积和产量大幅增加，对各种温室测控技术以及与之紧密相关的通信技术的研究，已经引起该领域内的专家学者的广泛关注。
1.2 国内外温室测控技术
1.2.1 国外温室测控技术研究状况
发达国家如荷兰、美国、英国等都大力发展集约化的温室产业，温室内温度、湿度、光照、CO2浓度、水、气、营养液等实现计算机调控。荷兰在1974年首次研制出计算
机控制系统CECS。l978 年日本东京大学的学者研制出微型计算机温室综合环境控制系统。目前，日本、荷兰、美国等发达国家可以根据温室作物的特点和要求，对温室内的诸多环境因子进行环境控制。
在日本，作为设施农业主要内容的设施园艺相当发达，塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用，设施栽培面积位居世界前列。蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施栽培生产。针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境。日本有关部门进行了如下几种设施项目的研究。主要有设施内播种装置、苗灌水装置、换气扇的旋转和遮光装置的开闭装置（温度、湿度及光照控制）、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2 施肥装置等方面的自动化研究[2]。而在韩国，从l992 年以
来，政府就把设施园艺作为重点事业来推进发展，到1992年底，设施栽培面积为5.3万mm2,其中带环境控制的现代化设施的设置面积占1 0%左右[3]。
由于温室能完全控制作物生长的各种条件，近年来温室农业在以色列得到了飞速发展。以色列温室结构非常先进：它装有幕帘、天窗及遮阳网，可根据光线强度的不同自动调节和移动，并装有空气温度和湿度调控等温室计算机环境控制系统。以色列科学家成功地开发了一系列计算机软件、硬件，实现了温室中供水、施肥和环境自动化控制。最新的弥雾气候控制技术，使温室降温所需的能量非常小[4]。以色列的温室从80 年代到90 年代更新了三代，利用计算机控制水、肥和温室小气候，自动调温、调湿、调光，而且结构非常先进，促进了工厂化农业的大发展。
荷兰园艺温室发展较早，由于地处高纬度地区，日照短，全年平均气温较低，因此，集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜，大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施，全部采用计算机控制。荷兰的全自动化温室成套设备在世界市场上享有很高的技术声誉，但荷兰的温室业是一种高能耗的产业，全国每年温室消耗天然气达42 亿立方米[5]。
英国农业部对温室的设计和建造也很重视，在英国西尔索农业工程研究院，科学家们进行了温室环境（温度、湿度、光照、通风及CO2及施肥等）与作物生理、温室环境因子的计算机优化、温室节能、温室自动控制、温室作物栽培与产后处理、无土栽培的研究。目前，英国的温室大量采用计算机管理，主要控制温度、湿度、通风、CO2浓度、
施肥、营养液供给及pH 值等。伦敦大学农学院研制的计算机遥控技术，可以观测50km 以外温室内的温度、湿度等环境状况，并进行遥控[6]。
另外，国外温室业正致力于高科技发展遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应
用于温室的管理与控制中，Alves-Serodio ，C.M.J等在ISIE ' 98国际会议中提出一体化的温室网络管理体系模型，可将气候的调节、灌溉系统与营养液的供给系统作为一个整体，并可以实现远程控制。
1.2.2 国内温室测控技术研究状况
a）集散控制系统（DCS）智能温室的自动控制系统一般是由控制计算机、传感器、执行机构及驱动部件组成的多输入、多输出的闭环控制系统。在现代温室测控系统中，运用最多，技术最成熟的是集散控制系统，总线结构一般采用RS485温室群集散控制系统一般以PC机或工控机为上位机，单片机作为下位机组成。
下位机的任务是完成现场与作物有关的环境参量及作物生理参量的信息采集、分析处理和存储显示，并通过RS485S线同上位机相连；上位机则主要实现环境的调控策略、集中操作管理、通
信控制等功能，协调各从机之间的数据传送工作，从而实现对整个系统的有效管理。随着单片机及微机技术、网络技术的发展和应用，采用微机与多台单片机构成小型集散控制系统在现代温室测控领域的运用非常普遍。它利用单片机价格低、功能强、抗干扰能力好、温限宽和面向控制等优点，结合微机的软硬件支撑，是一般规模温室测控系统的常用选择方案。但是这类温室集散控制系统存在着固有的缺陷：控制系统的物理层采用上下位机主从集散控制结构，一旦上位机出现故障，将会导致整个控制系统瘫痪，危险过于集中，系统的可靠性和稳定性不佳；同时该测控系统采用RS485 总线，有效传输范围不超过1200m这将成为现代温室集群化方向发展的瓶颈，系统的拓展性不好，布线复杂，成本较高。但是作为主流的温室测控系统架构方案，集散控制系统采用基于RS485
RS422等总线结构的通信方式在国内外温室测控领域仍然占据主导地位。
b）国内温室测控技术
我国农业计算机的应用开始于20世纪70年代，20世纪80年代中期开始应用于温室控制与管理领域。从1979至1 987年陆续从6个国家（荷兰、日本、美国、意大利、罗马尼亚、保加利亚）等引进24 套温室，总而积19 万平方米。这些温室系统的引进，总计投资960万美元，人民币2570万元。每平方米面积投资80-100美元，还不包括修建锅炉房、水塔等辅助建筑的投资和国内运费、关税等开支［7］。从国外引进的现代化温室，虽然在国外经过多年的发展和完善，技术上也比较成熟和先进，但是在使用中却出现了一些问题，如体积大、能耗大、湿帘降温较差；从经济效益上看，因为设备投资大，运行费用高，产值较低，普遍亏损等，所以并末得到普及。实践证明，如果既要符合我国自己的气候特点，又可降低投资费用，根本出路在于吸收国外温室设施的有益经验和技术，建设我国自己的温室产业，设计生产符合我国经济水平和各种气候特点的温室系列［8］。
从80 年代开始，我国的农业工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，
进行了温室中温度、湿度和CO2等单项环境因子控制技术的研究，并逐步推出
适宜我国经济发展水平又能满足不同生态气候条件需要的温室产品。
20世纪90年代初期，中国农业科学院农业气象研究所和蔬菜花卉研究所，研制开发了温室控制与管理系统，并采用Visual Basic开发了基于windows操作系统的控制软件。90 年代中后期，江苏理工大学毛罕平等研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、CO2,施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果。在此期间，中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学，中国科学院上海植物生理研究所等单位也都侧重不
同领域，研究温室设施计算机控制与管理技术，“九五”期间，国家科技攻关项目和国家自然科学基金委，均首次增设了工厂化农业（设施农业）研究项目，并且在项目中加大了计一算机应用研究的力度。90年代末河北职业技术师范学院的目忠文研制了蔬菜大棚温湿度测量系统，能对大棚内的温湿度进行实时测量与控制。吉林工业大学于海业、马成林等人（1999）研制的温室环境（温度、湿度）自动检测系统是以一台IBM/PC 及其兼容机作为主控机，模/数转换采用插入式数据采集板卡来实现的。还有许多高等院校、科研所都在进行温室控制系统的相关研究，并且许多单位都己建起或将要建起温室控制系统的总体框架，并形成了一些控制理论，如王宇欣的《高寒地区充气膜温室局部环境调控分析》等[9]。可以看出我国温室设施计算机应用与研究，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。这些无疑对我国的温室发展起了积极的作用，但是与国外先进水平相比仍有一定的差距。
2 系统组成
2.1 系统总体结构
目前国内外研究开发的温室控制系统，大致可分为以下三种：
1）单独式多单元温室系统。这种控制系统主要利用专门的温室气候控制计算机来检测多个传感器的输入信号及输出控制信号，这种控制计算机的外形与PC 机相似，所有的传感器和继电器由电缆与它直接相连，通过显示屏以画面的形式生动地显示温室运行情衫之，并可以存储、打印、统计分析、曲线说明等。但这种控制系统的价格比较昂贵。
2）单片机控制一个温室单元系统。这是随单片机的发展而出现的，现已经广泛应用于国内外许多温室中。它充分利用了单片机的数据传输方便快捷、接口通道配置灵活、性能稳定可靠、价格低廉等优点。但这种控制结构由于单片机存储容量小，不能保存大盘的数据，不利于分析，且人力消耗大。
3）分布式多单元系统。该系统主要针对由多个温室构成的温室群地区而提出的，它将PC 机与前面两种系统的优点融为一体，每个温室由前沿机（气候控制计算机或单片机控制系统）进行分散控制。主控室中的PC 机对温室群集中管理。这种系统在提高工作效率、安全、舒适性方面有着不可比拟的优越性，是现代温室监控系统的典型模式。
单片机结构简单、物美价廉、设计与使用方便、抗干扰性及适应环境的能力强。因而常被用作自动化系统的前端处理器（下位机），深入到现场，采集各种数据及信息，进行简单的处理后送至上位机。同时它也是一种控制器，接收上位机下达的命令，对现场实行有关的控制。微机功能强大、人机界面友好，能处理很复杂的问题。在自动化系统中，通常用作中央处理器（上位机），接收来自下位机的信息和数据，经处理后在微机界面上显示，并向下位机下达命令，通过下位机对现场实施控制[10]。
本课题兼顾单片机和微机的特点，采用分布式监控系统。系统总体结构如图 2.1 所示。
图2.1系统结构图
本系统由许多分布在各温室中的控制器 （下位机）和主控计算机（上位机）组成，每
个控制器连接到主控计算机上，处理各种传感器所采集的数据并对控制驱动器进行实时 控制：主控计算机存储、显示控制器传送来的数据，并可以向每个控制器发送控制设定 值和其它控制参数，对温室进行监测与控制。该模式不仅适用于温室群的集中管理，而 且能够根据用户需要通过方便、灵活的系统配置及功能重组，实现多个温室的控制管理。
由于温室下位机具有异步串行通信接口，通过设计 TTL/RS485电平转换电路，就
可以与上位机联网。从上位机串口出来的 RS-232信号，通过RS232/RS485转换器转换 成RS485信号，经RS-485通信线与各下位机连接，就可实现上位机与各下位机的联网， 而且由于RS485的通信距离可以达到1200米，本系统可以进行远距离的通信。通信线 路如图2.2所示。
各下位机在通信接口上采用具有 “平衡差动式 ”传输特性的 RS-485 串行接口，其抗干 扰
性好，可进行千米左右的远距离信号传输。 装在上位机主板 ISA 插座上的 RS232/RS485 转换
器，主要完成上位机与下位机之间数据信号的电平转换工作以及增强上位机串口的
带负载能力。该RS232/RS485 RS485总线
图2.2系统通信线路图
网络采用的拓扑结构为总线型结构。信息传输的可靠性高，不存在信息阻塞问题，可通过对总线控制和通信约定来保证在任一时刻总线上同时只能有一对点通信：由主机分配总线的使用权，各从机共享串行总线，从机之间不能直接进行通信。上位机与下位机之间的通信采用定时查询方式，每台下位机对应各自的机器号，上位机依次呼叫各下位机，下位机检查到上位机发送的地址帧与自己的号码相符时，就发出应答信号，实现二者之间的通信。这时，即使其它下位机上报数据已准备就绪，也不能与上位机通信，进行数据的传输。这样，就避免了上、下位机通信的冲突，保证了通信的可靠性。
2.2 系统总体功能
整个系统由上位机进行统一调度和管理，每个温室的数据采集和环境控制由各自的下位机来完成。在运行状态下，上位机实时接收下位机采集来的数据，并将历史数据保存到相应的数据文件中，在计算机的屏幕上，可通过画面的切换来显示各温室实时采集到的数据，系统每次接到数据后，就对屏幕进行刷新，从而使温室管理人员对整个系统的运行情况一目了然。系统的软件由上位机和下位机软件组成。
2.2.1 上位机软件功能：
a）采集和发送数据：上位机通过通信系统接收各下位机从各温室现场采集的数据，而一些需要发送到下位机的数据（如参考参数等）又通过通信系统传给下位机，使整个监控系统能高效、准确、及时地传输数据。
b）实时画面监测：系统通过在计算机屏幕上以数据表格显示与实时曲线的配合使用，能从整体和细节两个方面对所有温室的环境进行监测，下位机传送的数据随时刷新显示器上的内容，使模拟显示具有实时性。
c）实时报警：系统运行时可根据各下位机传送来的数据进行分析、诊断，对一些重要的环境参数，可进行实际值与参考值的对比，如越界就产生报警信号，并针对具体情况提供具体解决办法。
d）信息存储查询：系统在实时检测各温室的运行状况的同时，还对信息（主要指历史数据）进行存储和输出。各项数据既可根据需要存储在上位机系统中，又可统计生成
各种报表，方便查询。
e）上位机遥控下位机：系统可由客户根据需要将作物生长适宜的环境参数输入计算机系统，需要时将根据专家系统的意见传至下位机调控设备来改变作物的生育环境，其中包括作物生长需要
的几项主要的环境因素：温度、湿度、光照等。
2.2.2 下位机功能：下位机主要负责各温室现场数据的采集和环境设备的控制，采集的数据实时显示在下位机单片机控制的装置面板上，若需要控制相关的设备，如通信口有通信要求，则与上位机进行通信。
a）监控温室环境：各下位机监视温室内环境参数的变化和现场各种设备的工作情况, 并实时地把采集到的数据显示在控制面板上，同时对数据进行分析，根据设定的要求通过控制子程序控制各执行机构。
b）数据的实时打印：温室现场采集到的各项数据可由下位机的打印设备实时打印出来,以便作为历史数据保存起来。
c）传送和接收数据：下位机把温室现场待机的数据根据上位机的需要，通过通信线路传送给上位机,下位机也可接收上位机发送来的数据或命令。
3 下位机的系统设计（硬件）
3.1 控制中心的设计
3.1.1 单片机的选型
电子技术、微电子技术特别是大规模和超大规模集成电路技术的飞速发展和成熟，使得计算机不断的更新换代，尤其是微型计算机，其发展速度之迅猛，应用范围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。而作为微型计算机技术的一个独特分支的单片机技术，使得许多领域的技术水平和自动化程度大大提高，可以说当今世界正在经受一场以单片机技术为标志的新技术革命浪潮的冲击。单片机一经出现，便以其小巧价廉，功能强，稳定可靠，集成度高，运算速度快，功耗低，扩展容易，抗干扰能力强，系列齐全: 使用方便灵活等优点广泛应用于工业过程控制、自动监测、智能仪器仪表、家用电器等领域，这使得单片机成为当今世界上销售量最大、应用面最广、价格最便宜的微型计算机产品，单片机技术的开发和应用水平已成为一个国家工业发展水平的标志之一。
为了适应各种应用领域的需要，世界各国都在不断地进行研制和开发。目前世界上最具实力的单片机开发公司有:美国的Intel, ATMEL, 荷兰的Philips ，德国的Siemens 等。其中Intel 公司开发的MCS-51高性能8位机代表着单片机的发展方向，成为单片机领域中的主流产品，其他公司则纷纷推出了与MCS-51系列兼容的单片机，ATME公司的89系列Flash单片机便是其中的一种。其以In tel 80C51/52作为内核，并采用可重复编程的Flash ROM技术，是一种源于8051而又优于8051的单片机，己成为广大MCS-51 用户进行电子设计与开发的优选单片机品种。
根据系统的功能和要求，设计选用ATMEL公司89系列标准型单片机AT89C51作为控制中心。
3.1.2 AT89C51 单片机概述
a）AT89C51单片机的性能特点
AT89C51是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个4KB Flash EPROM它采用了CMO工艺和ATMEL公司的NURA技术，且引脚和指令系统都与MCS-51 产品兼容，最大特点就是其闪速其主要性能如下: 存储器优越的在线可重复编程性能。其主要性能如下：4KB可改编程序Flash存储器，可经受1,000次的写入/擦除周期；全静态工作：0HA
24MHZ
三级程序存储器保密；
128B
（
8 位）内部RAM
32条可编程I/O 口线；
2个16位定时器/计数器；
5个中断源；
可编程串行通道；
片内时钟振荡器；
低功耗的闲置及掉电保护模式
AT89C51型单片机的内部结构如图3.1所示，它包含以下功能部件: b）引脚配置
AT89C5单片机有40个引脚，为CMO工艺双列直插封装（DIP）其引脚配置见图3.2 ⑴主电源引脚
VCC接十5V电源正端
GND接+5V电源地端
⑵时钟震荡电路引脚XTAL1和XTAL2
⑶控制或与其它电源复用引脚RST ALE/PROG PSEN和/VP
Vcc
Vss
XTAL1
XTAL2
图3.1 AT89C51型单片机的内部结构
农作物温室环境智能监控系统研究背景意义及国内外现状 1研究背景及其研究意义 (1) 研究背景概述 (1) 项目研究意义 (2) 2国内外研究现状 (3) 国外研究现状 (3) 国内研究现状 (4) 1研究背景及其研究意义 研究背景概述 农业是国家重要的支柱产业，我国作为世界第一农业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。良好的气候与生态环境条件是农业生产的重要保障，而我国幅员辽阔，气候与生态环境条件相对恶劣，制约农业的发展。 我国作为世界第一农业大国，在农业也是积累的相当多的经验和知识，但我国大部分地区都存在山多土地少，土质不好，土壤资源匮乏，气候条件复杂多变等劣势，这些劣势对农作物的生长极其不利；况且随着社会的进步，从事农业生产的人也日趋减少，而社会的对农产品的需求却日益增高，原有农作种植方式已经不能满足社会发展的需要，必须对传统的农业进行技术更新和改造。因此，在我国发展现代化农业和生态农业是今后农业发展的必然趋势，推广高新技术在农业生产中的应用势在必行。而现代温室农业技术就能满足以上的要求。 温室控制技术主要针对湿度、温度、光照度等温室作物生长必须的外在物理要素进行调节，以达到作物生长的最佳条件。现代温室控制技术主要是能通过系统实时采集温室环境的温湿度和光照度，以达到温室植物生长环境实时监控的目的。近年来，我国在温室控制技术方面也做了很多的研究，并在温室栽培等方面取得了显着成果。但由于我国在这方面的研究时间不算长，在配套技术与设备上都比较匮乏，使得环境的监控能力不高，生产力有限。能够实现全年生产的大型现代化温室很少。而且需要进口温室设备，但投资又太大，需要的操作人员的素质要求也高。所以我国温室环境控制还有很多地方需要改善与提高。 温室环境智能监控系统的研究涉及到计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技
农业大棚环境监控系统方案 2014.9
一简介 (3) 二农业大棚环境监控概述 (3) 三背景与需求 (4) 四系统的组成 (4) 1）总体架构 (4) （2）系统有两种典型配置结构 (4) （3）传感信息采集 (5) 五大棚监测点现场分布 (6) 六系统的软件 (7) 七常用的传感器 (8) 1、空气温湿度传感器 (8) 2、土壤温度传感器 (8) 3、土壤水分传感器 (8) 4、CO2含量传感器 (9) 5、NH3含量传感器 (9) 6、光照度传感器 (9)
一简介 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。 二农业大棚环境监控概述 农业温室大棚监控系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 开拓者kitozer系列的农业温室大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告
年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代代末开始出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化无人化的方向发展。 目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机自动化控制的现代高科技温室，并形成了令人惊险的植物工厂。而我国的温室系统属于半开放系统，温室内环境控制水平较低，仍靠人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制，因而设施现代化水平低，对温室环境的调控能力差，产品的质量难以得到保证。正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的蔬菜供应发挥着主力军的作用。 3.温室控制系统研制与开发的意义 温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，温度是影响植物生长发育最重要的因子之一。它的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。 虽然有些温室也安装有各种加热、通风和降温的设备,但其主要操作大多仍是由人工来完成的当温室面积较大或数量较多时,操作人员的劳动强度很大,而且也无法达到对温湿度的准确控制。本文介绍一种基于PLC和数字式温度传感器的温室控制系统。该系统实现了室内温度的自动测量和调节,大大降低了操作人员的劳动强度。 二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程 1.研究内容： 温室的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。
天津科技大学本科生 外文资料翻译 学院电子信息与自动化学院 专业 2011自动化（实验班） 题目基于触摸屏、PLC的蔬菜大棚温湿度监控系统设计姓名张会来 指导教师（签名） 2015年3月20日
利用无线传感器网络对辣椒温室系统的控制 摘要：本文的研究表明：“辣椒温室系统（PGHS）”收集温室辣椒生长的最适条件的信息。国内辣椒栽培设施的温度变化范围相对比较大并且设备内部必须保 浓度不均匀，对辣椒生长产生不好的影响。为了应对这持相对干燥。此外，CO 2 些问题，“辣椒温室系统”（PGHS）是基于无线技术，为帮助农民种植辣椒设计的。该系统提供了对生长环境的监测，它是利用传感器测量温度、湿度、光照、叶片湿度、果实等信息来监测辣椒生长环境数据，“人工光源控制服务”是安装在温室内通过分析收集到的数据来提高能源效率和控制生长环境，从而处理控制温室。 关键词：美国海军；辣椒；温室 1.引言 最近国内园艺产业的数量和它的技术质量在资本密集型的行业取得了实质性的增长，现在它除了现有的国内需求成了一个在海外出口需求潜力巨大的优势产业。[1]。 辣椒是一种创造高附加值的园艺产品。辣椒的产量取决于日照量，日照强度和日照时数的不同[2]。辣椒的种植成本由供热成本，农资成本和劳动力成本组成。其中，对于困难农民供热成本和农资成本比重都很高[3]。 本研究的提出是为了培养红辣椒而建立一个“辣椒温室系统”（PGHS），这需要精确的成长管理。 “辣椒温室系统”（PGHS）利用IT技术在实时采集农作物生长信息来控制栽培设施从而控制农作物成长环境的系统。“辣椒温室系统”（PGHS）减少农作物的生长、发育、产量和品质的偏差。它还利用生物特征数据来控制栽培设施从而优化最佳成长环境和创造在辣椒根区的最佳条件。这个系统优化管理生产要素，减少了能量损失、肥料和水，这样就降低了生产成本。用人工光源提供人工照明使农作物有良好的成长环境，这样持续供应高质量的，新鲜的蔬菜将变得有可能。农民将通过栽培设施给客户持续供应高质量的新鲜蔬菜从而提高生产力和收入。“辣椒温室系统”（PGHS）的设计和实现都是基于无线传感器网络。 本文由以下内容组成。第2章介绍了监控系统应用在韩国和海外农业环境的相关技术。第3章阐述了为“辣椒温室系统”（PGHS）的研究提供的配置元素和服务。第4章阐述了“辣椒温室系统”（PGHS）的实施内容。第5章是结论。
大棚监控系统设计方案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
农业温室大棚监控系统设计方案 一、概述 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。 二、项目需求 .................................................................................................. 错误!未定义书签。 三、系统架构设计 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 四、大棚现场布点 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 五、平台软件 .................................................................................................. 错误!未定义书签。光照度传感器................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 、简介............................................................................................................ 错误!未定义书签。 2、用途 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。 3、技术参数..................................................................................................... 错误!未定义书签。 4、安装与使用................................................................................................. 错误!未定义书签。
滨州学院 毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计 系（院）自动化系年级2010级 专业电气自动化技术班级4班 学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教 滨州学院教务处 二〇一三年三月 开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用
的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下
温室大棚环境监测系统在温室大棚的作用对于植物生长来说，农业气象环境非常重要，虽然现在随着温室大棚的推广，植物的生长不再受太多自然环境的影响，但是由于温室大棚是一个封闭的环境，因此在这个环境中，利用温室大棚环境监测系统创造适合植物生长的条件，是现代农业温室生产的重要内容。 温室大棚环境监测系统集传感器、自动化控制、通讯、计算等技术于一体，通过用户自定仪作物生长所需的适宜环境参数，搭建温室智能化软硬件平台，实现对温室中温度、湿度、光照、二氧化碳等因子的自动监测和控制。温室大棚环境监测系统可以为植物提供一个理想的生长环境，并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。 在现代智能温室大棚中，温室环境监测是其中一项重要的功能，智能温室大棚内湿度、温度、光照强弱及土壤的温度和含水量等因素，对大棚内的农作物生长起着关键性作用。而通过温室环境监测，可以帮助种植户通过计算机监测整个大棚内农作物生长情况，从而更便于记录农作物生长各种数据，也有利于新品种的实验。同时，温室环境监测的另外一个重要意义在于，通过环境的监测，可以获知温室中环境的变化，从而方便种植户采取措施进行调控，保证植物所处的环境始终是合适的，这样更加便于育苗工作的开展，育苗也更成功，需要的工作人员也少了很多。 温室大棚环境监测系统可以模拟基本的生态环境因子，如温度、湿度、光照、CO2浓度等，以适应不同生物生长繁育的需要，它由智能监控单元组成，按照预设参数，精确的测量温室的气候、土壤参数等，并利用手动、自动两种方式启动或关闭不同的执行结构（遮阳幕、湿帘水泵及风机、通风系统等），程序所需的数据都是通过各类传感器实时采集的。
长沙学院CHANGSHA UNIVERSITY 毕业设计资料 设计（论文）题目：农业大棚温湿度监控系统监控系统设计 系部：电子与通信工程系专业：通信工程 学生姓名： 班级：学号 指导教师姓名：职称 最终评定成绩 长沙学院教务处 二○一四年五月制
目录 第一部分设计说明书 一、设计说明书 第二部分外文资料翻译 一、外文资料原文 二、外文资料翻译 第三部分过程管理资料 一、毕业设计课题任务书 二、本科毕业设计开题报告 三、本科毕业设计中期报告 四、毕业设计指导教师评阅表 五、毕业设计评阅教师评阅表 六、毕业设计答辩评审表
2014届 本科生毕业设计资料第一部分设计说明书
（2014届） 本科生毕业设计说明书 基于单片机的粮库温度监控系统设计系部：电子与通信工程系 专业：通信工程 学生姓名： 班级：学号 指导教师姓名：职称 最终评定成绩 2014年5月
长沙学院本科生毕业设计 基于单片机的农业大棚温湿度监控系统设计 系（部）：电子与通信工程系 专业：通信工程 学号： 学生姓名： 指导教师：教授 2014年5月
摘要 大棚技术在全国各个乡镇已经普及了，但是随着这些温室大棚的数量不断增加，对于大棚内的温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度的控制显得极其重要，特别是温湿度的监控。本课题设计了基于单片机的农业大棚温湿度监控系统，更好的对各个农业大棚内各个环境因素进行监控。 本系统由三部分组成：第一部分的功能是在农业大棚中负责监控温室，主要是有单片机读取温湿度传感器DT11测得的温湿度，并且在数码管显示。第二部分功能是负责将所测得的温湿度从农业大棚传到管理员的电脑或其他通讯设备上，这样可以让管理员及时准确的查看大棚内的温湿度，这部分主要是有485通讯总线完成传输。第三部分的功能则是上位机处理接收的温湿度值，并且判断这些温湿度值是否在合理的温湿度范围内，如果超出预设值就立即报警。 通过多次测试表明，系统各个部分功能正常，相互衔接良好，操作简单方便，大大提高了温室大棚的科学管理水平，可以减少劳动者的工作量，减少支出，提高大棚内产品的产量，增加劳动者的收入，提高国民生产值，具有很好的发展未来。 关键词：单片机、温室大棚、温湿度监控、485通讯总线、DHT11
温室大棚监控系统解决方案
目录 前言 (3) 1、中国农业发展现状 (3) 2、温室大棚控制系统在农业应用中的意义 (4) 2.1、促进农业三个方面的发展： (4) 2.2、社会经济效益： (5) 3、温室大棚控制系统设计方案概述 (6) 3.1、系统设计原则 (6) 3.2 系统功能特点 (7) 3.3 系统组成 (7) 3.4 系统示意图 (8) 4 温室大棚控制系统功能 (8) 4.1 环境信息采集系统 (8) 4.2 视频监控系统 (10) 4.3 智能控制系统 (12) 4.4 信息展示系统 (13) 4.5 管理平台 (15) 4.6公司资料 (17)
前言 物联网信息技术在2006 年被评为未来改变世界的十大技术之一，是继互联网之后的又一 次产业升级，是十年一次的产业机会。总体来说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互 衔接的新技术，物物相连，相互感知，若干年后，地球上的每一粒沙子都有可能分配到一个确 定地址，它的各种状态、参数可被感知。 2009 年8 月温家宝总理在无锡提出“感知中国”，物联网开始在中国受到政府的重视和政 策牵引。 2010 年国家发布了“十二五”发展规划纲要，其中第十三章“全面提高信息化水平”第 一节“构建下一代信息基础设施”中明确提到：推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用 示范。 在第五章“加快发展现代农业”第二节“推进农业结构战略性调整”中提出：加快发展 设施农业，推进蔬菜、水果、茶叶、花卉等园艺作物标准化生产。提升畜牧业发展水平。促进 水产健康养殖。推进农业产业化经营，促进农业生产经营专业化、标准化、规模化、集约化。 推进现代农业示范区建设。第三节“加快农业科技创新”中提出：推进农业技术集成化、劳动 过程机械化、生产经营信息化。加快农业生物育种创新和推广应用，做大做强现代种业。加强 高效栽培、疫病防控、农业节水等领域的科技集成创新和推广应用，实施水稻、小麦、玉米等 主要农作物病虫害专业化统防统治。加快推进农业机械化，促进农机农艺融合。发展农业信息 技术，提高农业生产经营信息化水平。 物联网信息技术与现代农业的结合更加是国家重点推动的关键示范应用。 1、中国农业发展现状 我国是农业大国，而非农业强国。近30 年来农业高产量主要依靠农药化肥的大量投入， 大部分化肥和水资源没有被有效利用而随地弃置，导致大量养分损失并造成环境污染。我国农 业生产仍然以传统生产模式为主，传统耕种只能凭经验施肥灌溉，不仅浪费大量的人力物力， 也对环境保护与水土保持构成严重威胁，对农业可持续性发展带来严峻挑战。 我国人口占世界总人口的22%，耕地面积只占世界耕地面积的7%，随着经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，资源短缺，环境恶化与人口剧增的矛盾越来越突出。特别是我国加入 世贸组织后，国外价格低廉的优质农副产品源源不断的流入我国，这对我国的农产品市场构成 极大威胁。因此，如何提高我国农产品的质量和生产效率，如何对大面积土地的规模化耕种实 时信息技术指导下科学的精确管理，是一个即前沿又当务之急的科研课题。而现实情况是，粗 放的管理与滥用化肥，其低效益和环境污染令人惊叹。 传统农业产生的物质技术手段落后，主要依靠人力、畜力和各种手工工具以及一些简单机 械。在现实中主要存在的问题是： （1）农业科技含量、装备水平相对滞后 （2）农业生产存在污染和浪费，据农业、水利部门测算，我国每年农业所消耗化肥、农药 和水资源量都在飞速增长，数据惊人，农业的污染问题困扰着不少乡村，不少农民群 众饮水安全受到影响 （3）农业产出少、农民收入低
本设计为一闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度的实时显示功能,对棚内环境温度的预设功能。 第一章概述 大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其主要功能是采用电路来自动控制室内的温度,以利于植物的生长。温室的性能指标: 1.温室的透光性能 温室是采光建筑,因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响,而且随着不同季节太阳辐射角度的不同,温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般,连栋塑料温室在 50%~60%,玻璃温室的透光率在60%~70%,日光温室可达到70%以上。 2.温室的保温性能 加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能,降低能耗,是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。 3.温室的耐久性
温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外,还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减,而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载;竹木结构简易温室使用寿命5~10年,设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。 由于温室运行长期处于高温、高湿环境下,构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室,受力主体结构一般采用薄壁型钢,自身抗腐蚀能力较差,在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处 理,镀层厚度达到150~200微米以上,可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室,必须保证每年作一次表面防腐处理。 第二章比例微积分控制原理 3.1 比例积分调节器(PD 比例调节器具有误差,为解决此问题,可引入积分(Inte6raI环节,其方块图见图4—33l 比例微分调节器对误差的任何变化,都产生一个控制作用比,阻止误差的变化。c变化越快,pd越大,输出校正量也越大。它有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定;同时加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善了系统的动态特性。它的缺点是抗干扰能力变差。 3.2 PID调节器 积分器能消除镕差,提高精度,但使系统的响应速度变慢、稳定性变环。微分器能增加稳定性,加快响应速度。比例器为基本环节。三者合用,选择适当的参数,可实现稳定的控制。 图4—37为PID调节器的方块图。 第三章自动控制系统的设计
智能温室大棚环境监控系统 1、系统简介 该系统利用物联网技术，可实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像，通过模型分析，远程或自动控制湿帘风机、喷淋滴灌、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备，保证温室大棚内环境最适宜作物生长，为作物高产、优质、高效、生态、安全创造条件。同时，该系统还可以通过手机、PDA、计算机等信息终端向农户推送实时监测信息、预警信息、农技知识等，实现温室大棚集约化、网络化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用。本系统适用于各种类型的日光温室、连栋温室、智能温室。 2、系统组成 该系统包括：传感终端、通信终端、无线传感网、控制终端、监控中心和应用软件平台。 （1）传感终端 温室大棚环境信息感知单元由无线采集终端和各种环境信息传感器组成。环境信息传感器监测空气温湿度、土壤水分温度、光照强度、二氧化碳浓度等多点环境参数，通过无线采集终端以GPRS方式将采集数据传输至监控中心，以指导生产。 （2）通信终端及传感网络建设 温室大棚无线传感通信网络主要由如下两部分组成：温室大棚内部感知节点间的自组织网络建设；温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络建设。前者主要实现传感器数据的采集及传感器与执行控制器间的数据交互。温室大棚环境信息通过内部自组织网络在中继节点汇聚后，将通过温室大棚间及温室大棚与农场监控中心的通信网络实现监控中心对各温室大棚环境信息的监控。 （3）控制终端 温室大棚环境智能控制单元由测控模块、电磁阀、配电控制柜及安装附件组成，通过GPRS模块与管理监控中心连接。根据温室大棚内空气温湿度、土壤温度水分、光照强度及二氧化碳浓度等参数，对环境调节设备进行控制，包括内遮阳、外遮阳、风机、湿帘水泵、顶部通风、电磁阀等设备。 （4）视频监控系统
清华大学 毕业设计（论文） 题目基于PLC的大棚温度自动控制 系统设计 系（院）自动化系 专业电气工程与自动化班级2009级3班 学生姓名雷大锋 学号2009022321 指导教师王晓峰 职称副教授 二〇一三年六月二十日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年月日
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计 摘要 大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。 关键词：大棚，温度控制，PLC
农业大棚环境监控系统方案 一简介 (2) 二农业大棚环境监控概述 (2) 三背景与需求 (2) 四系统的组成 (3) 1）总体架构 (3) （2）系统有两种典型配置结构 (3) （3）传感信息采集 (4) 五大棚监测点现场分布 (4) 六系统的软件 (5) 七常用的传感器 (5) 1、空气温湿度传感器 (5) 2、土壤温度传感器 (6) 3、土壤水分传感器 (6) 4、CO2含量传感器 (6) 5、NH3含量传感器 (7) 6、光照度传感器 (7) 2014.9
一简介 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速 浓度等环境因子对作物的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO 2 的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种大棚智能监控系统的设计。根据大棚智能监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的智能大棚监控系统使这些成为可能。 二农业大棚环境监控概述 农业温室大棚监控系统通过实时采集农业大棚内空气温度、湿度、光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，根据农作物生长需要进行实时智能决策，并自动开启或者关闭指定的环境调节设备。通过该系统的部署实施，可以为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据和有效手段。 开拓者kitozer系列的农业温室大棚监控及智能控制解决方案是通过可在大棚内灵活部署的各类无线传感器和网络传输设备，对农作物温室内的温度，湿度、光照、土壤温度、土壤含水量、CO2浓度等与农作物生长密切相关环境参数进行实时采集，在数据服务器上对实时监测数据进行存储和智能分析与决策，并自动开启或者关闭指定设备（如远程控制浇灌、开关卷帘等）。 三背景与需求 在每个智能农业大棚内部署无线空气温湿度传感器、无线土壤温度传感器、无线土壤含水量传感器、无线光照度传感器、无线CO2传感器等，分别用来监测大棚内空气温湿度、土壤温度、土壤水分、光照度、CO2浓度等环境参数。为了方便部署和调整位置，所有传感器均应采用电池供电、无线数据传输。大棚内仅
大棚温湿度自动控制系统设计 摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。 关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制 Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control
温室大棚温湿度监控系统 在现代温室生产中，随着其规模的扩大，管理难度是越来越大，而在大规模的温室种植中，要想实现工作效率及农作物生产量的提高，如果还是依靠人力大话，其难度可想而知，幸好有温室大棚温湿度监控系统，通过它，可以监测棚内的空气温湿度，土壤温湿度，光照度，CO2等参数，控制棚内的风机，湿帘，卷帘机，内外遮阳网，自动开关窗，自动喷淋，自动溉灌等设备。从而保证温室大棚内环境最适宜作物生长，实现精细化的管理，为作物的高产、优质、高效、生态、安全创造条件，帮助客户提高效率、降低成本、增加收益。 温室大棚温湿度监控系统能够调控的设备包括各种开窗（顶部、侧面、通风口）、强制通风设备（降温风机、环流风机、湿帘降温)、拉幕保护（内遮荫、外遮阳）、辅助调温（热风机、暖气、雾化降温）等，通过它们来改善温室大棚内的生产环境。 随着现代科学技术的快速发展，温室大棚温湿度监控系统也在不停地进行着技术改进和发展。从硬件上看，新型、高精度、低成本的各类传感器不断得到开发和推广，这将极大地提高我们掌控实时环境参数的能力；各种无线传输技术迅速普及，以后建立一套监控系统可能不再需要铺设电缆线了，各点之间直接采用无线互连，方便布局，节省时间和成本。 温室大棚温湿度监控系统通过对农作物生长规律的研究，提前预知环境变化及作物生长的实际需求，并自动作出相应的调整。直接控制智能温室内相应调控设备的运行，可极大地提高了各温室大棚的管理水平。 总之，在智能温室的建设中，我们发现，温室大棚设施农业生产的关键环节是实现温室大棚设施农业综合生态信息自动监控、对环境进行自动控制和智能化管理，但是这也是我国温室大棚设施农业生产中的薄弱环节。经过多年的努力，温室大棚温湿度监控系统开始应用到了温室大棚的生产中，大大提高了我国温室大棚的自动监控水平。
蔬菜大棚温湿度监测系统 摘要 温湿度控制已成为当今社会研究的热门项目。是工业农业生产过程中必须考虑的情况，作为最常见的被控参数。温度和湿度已经不再是以一个个体的形式出现，而应在系统中一起考虑。广泛应用于实验室、温室大棚、花圃、粮仓乃至土壤等各个领域。而传统的温湿度控制则利用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工自己进行检测。对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、降温、去湿等操作。这种人工测试方法费时费力，效率低，并且随机性还很大，误差也很大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且计算精确的温湿度控制仪器来进行控制，也符合我们社会发展进步。利用单片机对温、湿度控制，具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了工艺要求，给人们的生活带来了极大的方便，也为人们带了很好的利益。 本文通过使用STC89C52单片机、DHT11传感器模块、1602液晶显示屏模块以及继电器控制模块。很简单的实现的温湿度的控制要求。DHT11数字温湿度传感器把采集到的温湿度数据传给单片机，经过单片机的处理，准确的显示到液晶屏上，如果温度超过阀值，将会驱动继电器工作，继电器将驱动负载相应的工作。 关键词：传感器，温湿度，单片机，智能控制
Vegetable greenhouse temperature and today's social studies. Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the most common. Temperature and the system.Widely used in laboratory, greenhouse, flower garden, granary andsoil etc.. The temperature and , cooling, dehumidification operation. This kind of manual test method is time-consuming and laborious, low efficiency. Allrandom. Big error. Hence the need for a low cost, easy to use and the calculation of the temperature and , strong function, small size, low price, the advantages of simplicity and flexibility, good to meet theprocess requirements. In this paper, by using the STC89C52 SCM, DHT11 sensor module,1602 liquid crystal display module and relay control module. Simplerealization of the control of temperature and . If the temperature exceeds the
近年来，农业温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。种植环境中的温度、湿度、光照度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 针对目前农业大棚发展的趋势，提出了一种大棚远程监控系统的设计。根据大棚监控的特殊性，需要传输大棚现场参数给管理者，并把管理者的命令下发到现场执行设备，同时又要使上级部门可随时通过互连网或者手机信息了解区域大棚的实时状况。基于GPRS的农业大棚环境远程监控系统使这些成为可能。 目的：使农民节省劳动力，提高大棚中作物产量。思路：将温室大棚的环境数据发送给远程计算机，计算机既可以显示环境数据又可以对温室大棚环境调节。农民可以远程无线的通过下位机检测知道温室大棚中的环境数据，并能通过下位机的执行器件对温室大棚的环境进行调节，通过对环境的准确控制可以增加作物产量，节省劳动力。当今农业温室大棚都是依靠大量劳动力与农民的种植经验对温室大棚的作物进行管理。这种管理存在很大的滞后性，通过使用这个系统，农民可以更科学的对大棚进行监控，保证温室大棚作物始终处于最适合的生长环境中，提高作物产量。 （1）国外温室环境控制的研究现状欧洲的荷兰，中东的以色列，北美洲的美国以及亚洲的日本和韩国是设施农业十分发达的国家。近年来，随着计算机技术、自动控制及网络等技术在温室环境控制及管理等方面的广泛应用，温室技术发展非常迅速，这些国家的设施综合环境调控及农业机械化技术等有较高的水平，居世界领先地位。荷兰有5大温室制造公司，不仅在结构、机械化、自动化、产品采后处理发面设备技术水平高，而且在计算机智能化、温室环境调控方面也居世界领先地位。荷兰温室的运作基本由计算机控制操作，把计算机和精密控制等应用与温室技术，温室的运作和水肥调控已经全面的走向自动化，其配套设施全，配有以燃烧天然气为主的加热升温系统、CO2施肥系统、通风系统、遮阳和保温幕帘、营养需液循环灌溉系统和人工补光系统等，通过计算机采集每刻的环境因子变化数据，自动进行数据在线处理分析，进行自动控制，实现了温、光、水、气的自动化控制。（2）国内温室环境控制的研究现状90年代初，中国农业科学院农业气象研究所和蔬菜花卉研究所。研制开发了温室环境与管理系统，并采用VISUAL BASIC 语言开发了基于WINDOWS操作系统的控制软件。中国农业工程设计研究院和北京工业大学在温室群环境参数分级监控方面做了一些研究，该系统中的PC机只用于存储测量数据及一些简单的管理工作，整个系统的可靠性和经济型不高，作物生长小环境中环境因子调控程度很低，这样是温室生产的生产潜力与国外的工厂化蔬菜生产相比尚有很大差距。但是目前，温室设施除传感器等少量配件需从国外进口，基本实现了温室设施的国产化与自动化。但是我国的温室产业尚处起步阶段，由于基础薄弱各行业的发展不平衡，与国外先进技术相比，我国的工厂化农业生产的总体水平依然有非常大的差距。在环境监控技术方面表现为环境控制能力低、自动化程度比较落后。国内的开发的系统仅仅只能进行检测和简单的控制，且价格也不菲，对温室环境的调节能力有限，使用监控系统与没使用相比经济效益没有明显的提高，甚至会出现投入产品的负增长。我国的自动化温室控制系统还需要更大的发展。
摘要 本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。 关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测
目录第1章绪论 §1.1选题背景 §1.2选题的现实意义 第2章系统硬件电路的设计 §2.1系统硬件电路构成系统整体框图 §2.1.2系统整体电路图 §2.1.3系统工作原理 §2.2温度传感器的选择 §2.2.1 DS18B20简介 §2.2.2 DS18B20的性能特点 §2.3单片机的选择 §2.3.1单片机概述 §2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 §2.4 RS-485通信设计 §2.5小结 第3章系统软件的设计 §3.1系统主程序 §3.2系统部分子程序 §3.2.1 DS18B20初始化子程序 §3.2.2 DS18B20读子程序 第4章总结 参考文献 附录
第一章绪论 1.1选题背景 在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。温湿度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长不再产生过度影响，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。 今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。