基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发

发布时间：2017-05-12 07:08

  本文关键词：基于STM32单片机的温室大棚监控系统开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着农业现代化的发展,温室大棚在农业生产中的地位越来越重要。为了更好地满足农作物的生长条件,提高农作物的产量,提升农产品的质量,要求对温室大棚内的环境参数进行严格控制,温室大棚环境监控系统应运而生。目前国内温室大棚监控系统功能较单一,稳定性及适应性都较差。本文通过对温室大棚环境因子进行分析,对调控策略进行研究,提出了系统设计方案,集成环境因子采集以及调控设备,采用模块化设计原则,实现温室大棚内环境因子的实时监控,并根据监控信息,启闭调控设备,使温室大棚处于有利于农作物生长的良好环境,为提高农业生产的经济效益奠定基础。硬件设计方面,采用STM32F103ZET6单片机,将中央处理器、温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照度传感器等各部分模块化设计,提高了系统的稳定性及适应性;为保证输出信号的驱动能力,在输出控制电路中增加ULN2804驱动芯片,同时各模块电源电路采用单独供电方式,保证系统运行过程中供电的稳定性。软件设计方面,使用Keilu Vision4软件结合九点控制算法对STM32F103ZET6中央处理器、各个采集模块和作物生长数据库等进行了程序设计。经过现场测试,该温室大棚监控系统对温室大棚内环境因子的监控达到了预期的要求。
【关键词】：中央处理器 监控系统 数据采集 环境因子 九点控制
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S625;S126
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 论文研究背景8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.2.1 国外温室大棚研究现状8-9
• 1.2.2 国内温室大棚研究现状9-10
• 1.3 温室大棚发展方向分析10-11
• 1.4 论文研究内容11-12
• 2 温室大棚监控系统总体设计12-20
• 2.1 温室大棚监控系统工作过程12
• 2.2 温室大棚监控系统环境特点及参数分析12-15
• 2.2.1 温室大棚内部环境特点12
• 2.2.2 温室大棚内部参数研究分析12-15
• 2.3 温室大棚监控系统总体设计方案15-18
• 2.3.1 温室大棚监控系统参数设计指标15
• 2.3.2 温室大棚监控系统设计思想15-16
• 2.3.3 温室大棚监控系统硬件设计方案16-17
• 2.3.4 温室大棚监控系统软件设计方案17-18
• 2.4 总结18-20
• 3 温室大棚监控系统硬件选型及设计20-36
• 3.1 采集设备硬件选型及电路设计20-30
• 3.1.1 温湿度采集模块选型及电路设计20-22
• 3.1.2 二氧化碳传感器采集模块选型及电路设计22-24
• 3.1.3 光照度监测模块选型及电路设计24-27
• 3.1.4 氨气传感器采集模块选型及电路设计27-29
• 3.1.5 烟雾传感器报警模块选型及电路设计29-30
• 3.2 中央处理器选型及电路设计30-32
• 3.2.1 Cortex-M3内核简介30-31
• 3.2.2 STM32F103x系列微控制器31
• 3.2.3 STM32系统电路设计31-32
• 3.3 输出控制模块选型及电路设计32-34
• 3.4 电源模块选型及电路设计34-35
• 3.5 液晶显示模块35
• 3.6 本章小结35-36
• 4 温室大棚监控系统软件设计36-48
• 4.1 概述36
• 4.2 系统软件设计36-42
• 4.2.1 中央处理器软件设计36-38
• 4.2.2 作物生长数据库软件设计38-39
• 4.2.3 环境因子采集设备软件设计39-42
• 4.3 环境因子调控软件设计42-46
• 4.3.1 环境因子策略分析42
• 4.3.2 九点控制原理42-43
• 4.3.3 九点控制理论研究分析43-45
• 4.3.4 环境因子调控策略研究45-46
• 4.4 本章小结46-48
• 5 系统测试48-50
• 5.1 实验测试平台48
• 5.2 实验调试及数据分析48-50
• 6 总结50-52
• 6.1 总结50
• 6.2 展望50-52
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文52-54
• 致谢54-56
• 参考文献56-60
• 附录Ⅰ测试程序60-64
• 附录Ⅱ温室大棚监控系统电路图64-65

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本文编号：359104