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植物生長環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電子信息工程 |
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關(guān)鍵詞
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環(huán)境監(jiān)測|無線傳感器網(wǎng)絡(luò)|溫濕度傳感器|光照度傳感器 |
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適用年級
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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60 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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發(fā)布時間
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2013-09-11 17:05:00 |
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無 |
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1 |
| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內(nèi)容簡介：
植物生長環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)，畢業(yè)論文，共99頁，36257字。
前 言
隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在對植物的生長環(huán)境的要求越來越嚴格�，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展使農(nóng)業(yè)種植的區(qū)域更加集中，規(guī)模更大，品種更多，有些農(nóng)作物為了提高其產(chǎn)量已經(jīng)開始在溫室中培養(yǎng)；隨著時代的進步人們對美麗的花卉的需求量也急劇上升，這種對養(yǎng)殖花卉為生計的園林工人是一個機遇，同時也是對傳統(tǒng)的手工培養(yǎng)花卉是一個挑戰(zhàn)，花卉一般都采用溫室栽培；隨著生活節(jié)奏的不斷加快，家居內(nèi)的植物越來越得不到人們的重視，這容易導(dǎo)致家居內(nèi)的植物得不到正常的照料，發(fā)生枯萎等一部分野生植物種類，特別是稀有的珍貴藥材作物日益不能滿足人們對它的需求，為了改變這種緊缺現(xiàn)狀，有關(guān)人員試圖以人工種植的方式進行培育野生植物，等等�；谝陨细鞣N情況，現(xiàn)在對智能化的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)越來越得到人們的重視。
植物的生長是在一定環(huán)境中進行的，在生長過程中受到環(huán)境中各種因素的影響，影響植物生長的環(huán)境因素有溫度，光照，濕度，CO2 濃度，土壤酸堿度等方面。其中對植物生長影響最大的是溫度、濕度和光照度。環(huán)境中晝夜的溫度、 濕度和光照度的變化大，四季的氣候變化和惡劣的氣候都將對植物生長帶來不良影響。不同植物對溫度，濕度和光照等環(huán)境因子所需的條件也不盡相同，怎樣的環(huán)境才是植物適應(yīng)的，植物生長需要的什么樣的溫度、濕度，需要的光照度是多少。為了提供適合植物生長的生態(tài)環(huán)境,需要對植物生長環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)控。
目前很多國內(nèi)的植物栽培方面，主要是依靠工作人員的經(jīng)驗進行人工觀測，有時采用溫濕度計的等進行人工測量，因而缺乏實時性和科學(xué)性。傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要是基于有線通信方式。有線通信系統(tǒng)在溫室生產(chǎn)實踐中存在諸如布線復(fù)雜、節(jié)點功耗大、維護困難、管理不便、傳感器節(jié)點不能隨作物變更而靈活部署等問題。雖然在在現(xiàn)如今電子科學(xué)技術(shù)在不斷的發(fā)展當(dāng)中，針對智能化控制系統(tǒng)中各類電子產(chǎn)品層出不窮，包括各類對環(huán)境進行監(jiān)測的電子產(chǎn)品，使得智能化得以完善。然而在無線監(jiān)測方面雖有很多產(chǎn)品，但其成本較高，針對于小型環(huán)境的監(jiān)測產(chǎn)品并不多見，且對使用環(huán)境要求較高。由此，設(shè)計出一款小型的植物生長環(huán)境無線數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)，具有操作方便簡單，成本低，而且可以應(yīng)用于各種環(huán)境。
本系統(tǒng)設(shè)計了一種植物生長環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)。主要研究應(yīng)用無線通信模塊實現(xiàn)上下位機的通信，用溫度傳感器，濕度傳感器，光照傳感器對植物生長環(huán)境因子進行實時檢測，通過單片機來控制其工作狀態(tài)，并對各數(shù)據(jù)進行處理、收/發(fā)操 作。其硬件部分由上位機和下位機及其外圍電路組成。下位機及其外圍電路實現(xiàn)溫度、濕度和光照度的檢測，完成環(huán)境參數(shù)的采集與處理，上位機可以通過鍵盤實現(xiàn)對于不同植物、不同季節(jié)、不同時間所需溫度、濕度和光照度的報警閾值，并且同步顯示于顯示部分，顯示當(dāng)前各環(huán)境參數(shù)的值及閥值。系統(tǒng)開始工作時，下位機通過溫度傳感器，濕度傳感器，光照傳感器來檢測溫室內(nèi)的溫度，濕度，光照強度，然后進行數(shù)據(jù)處理，通過發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機，上位機將發(fā)來的數(shù)據(jù)統(tǒng)一顯示出來，并與設(shè)定的閥值相比較，如果溫度，濕度，光照超出設(shè)定值上下限值，就進行報警。
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒 論 1
1.1 課題的背景及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.2 系統(tǒng)總體概述 2
第2章 系統(tǒng)分析 3
2.1 系統(tǒng)設(shè)計任務(wù) 3
2.2 系統(tǒng)方案的對比與選擇 3
2.3 系統(tǒng)具體分析 5
第3章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計與實現(xiàn) 7
3.1 各模塊的硬件設(shè)計 7
3.1.1 主控模塊 7
3.1.1.1 主控芯片的對比與選擇 7
3.1.1.2 AT89C52的介紹 11
3.1.1.3 復(fù)位電路 14
3.1.1.4 晶振電路 15
3.1.2 無線通信模塊 15
3.1.2.1 無線通信模塊的對比與選擇 15
3.1.2.2 nRF24L01的介紹 18
3.1.2.3 工作原理 19
3.1.2.4 引腳功能 19
3.1.2.5 工作模式 20
3.1.2.6 與單片機連接電路 22
3.1.3 溫濕度檢測模塊 23
3.1.3.1 溫濕度傳感器的對比與選擇 23
3.1.3.2 DHT11的介紹 24
3.1.3.3 工作原理 24
3.1.3.4 引腳功能 26
3.1.3.5 與單片機連接電路 27
3.1.4 光照度檢測模塊 27
3.1.4.1 光傳感器的對比與選擇 28
3.1.4.2 BH1750的介紹 29
3.1.4.3 指令集 30
3.1.4.4 引腳功能 31
3.1.4.5 BH1750與單片機連接電路 31
3.1.5 液晶顯示模塊 32
3.1.5.1 顯示器的對比與選擇 32
3.1.5.2 液晶模塊HB12864M2A介紹 32
3.1.5.3 工作原理 33
3.1.5.4 引腳介紹 33
3.1.5.5 液晶與單片機的連接電路 34
3.1.6 鍵盤及報警電路模塊 35
3.2 整體硬件電路 37
3.2.1 上位機部分的硬件電路 37
3.2.2 下位機部分的硬件電路 38
第4章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn) 39
4.1 系統(tǒng)上位機的軟件實現(xiàn) 39
4.1.1 無線接收模塊軟件設(shè)計 40
4.1.2 液晶顯示模塊軟件設(shè)計 41
4.1.3 鍵盤模塊軟件設(shè)計 42
4.1.4 報警模塊軟件設(shè)計 44
4.2 系統(tǒng)下位機的軟件實現(xiàn) 44
4.2.1 無線發(fā)送模塊軟件設(shè)計 45
4.2.2 溫濕度檢測模塊軟件設(shè)計 46
4.2.3 光照度檢測模塊軟件設(shè)計 47
第5章 系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果 49
5.1 軟件調(diào)試 49
5.2 硬件調(diào)試 53
第6章 結(jié)論與展望 57
謝 辭 59
參考文獻 60
附錄I 電路原理圖 61
附錄II 實物圖 63
附錄III 程序 64
摘 要
本系統(tǒng)設(shè)計了一種植物生長環(huán)境無線監(jiān)測系統(tǒng)。不同植物對溫度，濕度和光照等環(huán)境因子所需的條件不盡相同，為了提供適合植物生長的生態(tài)環(huán)境,需要對植物生長環(huán)境進行實時監(jiān)控。傳統(tǒng)的有線通信系統(tǒng)存在如布線復(fù)雜、維護困難、管理不便、傳感器節(jié)點不能隨作物變更而靈活部署等問題。本系統(tǒng)應(yīng)用單片機、無線傳輸模塊及各種傳感器實現(xiàn)了智能化的實時監(jiān)測功能，實現(xiàn)了上下位機的通信，具有操作方便簡單，成本低的特點，可以應(yīng)用于各種環(huán)境。實現(xiàn)了溫室內(nèi)生產(chǎn)與管理的一體化、自動化、高效化。工作人員在室內(nèi)就可以得到外面植物生長環(huán)境的信息，而無需經(jīng)常到植物生長的地方進行查看，做到無人監(jiān)控工作，大大降低了工作人員的勞動強度。
系統(tǒng)采用溫度和濕度測量于一體的溫濕度傳感器進行溫濕度數(shù)據(jù)的采集，采用光照度傳感器采集光照度的數(shù)據(jù)。利用無線傳輸模塊，實現(xiàn)上下位機通信機制，上下位機都使用單片機來充當(dāng)。下位機完成環(huán)境因數(shù)數(shù)據(jù)的采集和處理，然后將處理后的數(shù)據(jù)傳送給上位機；上位機可通過鍵盤實現(xiàn)對閥值的設(shè)置，通過對下位機傳來數(shù)據(jù)進行判斷，來控制是否進行報警。
關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，溫濕度傳感器，光照度傳感器
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