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1、河南科技大学本科毕业设计（论文）智能农业监测系统设计摘 要在科技高速发展的今天，传统的农业生产方式已经渐渐跟不上快速发展的经济需求。因此人们利用先进现代化科技创造了温室大棚、作物杂交、无土栽培、太空育种等众多现代化农业种植技术。但这些先进的农业生产方式大多数都是投入成本高，操作技术复杂，对操作人员的素质要求很高，从而难以使普通的农民用户运用上这些先进农业生产技术。本课题意在设计一款适合普通农民大众使用智能农业监测系统，本智能农业监测系统主要应用于温室大棚农业生产。本系统主要基于嵌入式系统设计，采用ARM920T架构的S3C2440A芯片作为主控芯片，用DHT11(温湿度监测)、MH-410D5
2、(二氧化碳传感器)、MQ-2(烟雾监测传感器)、TSL2561(光照强度传感器)等传感器作为系统的环境监测模块，用RS485串口作为系统远程通信接口，用P35触摸屏作为系统人机交互窗口。本系统的最终实现效果为能够对温室内温湿度、光照强度、CO浓度实时监测，且能将监测数据在P35屏上以直观的形式显示出来，当其中的某项指标达到预设值时系统能立马做出信息反馈，调动其他设备及时对温室环境做出调控。最后系统还能够进行远程控制和检测温室内烟雾与可燃性气体的浓度，做到遇火灾报警功能。整个系统具有简单易用、成本低廉、智能化程度高、可靠性高等特点，非常适合普通农民大众使用。关键词： 温室大棚、智能监测、嵌入式、
3、传感器DESIGN OF INTELLIGENT AGRICULTURAL MONITORING SYSTEMABSTRACTIn todays rapid development of science and technology, the traditional mode of agricultural production has gradually failed to keep pace with rapid economic development needs.So people use advanced science and technology created the gree
4、nhouses, soilless cultivation technology, space breeding, and many other modern agricultural cultivation techniques.But most of these advanced agricultural mode of production is high cost, complex operation technology, high quality requirements for operator, user is difficult to make ordinary farmer
5、s use these advanced agricultural production technology.This topic aims to design a suitable for the use of intelligent monitor and control system for agricultural ordinary farmers, the intelligent monitoring system is mainly used in agricultural greenhouses in agricultural production.It is mainly b
6、ased on the embedded system design, with samsung S3C2440 chip as a system of master control chip, using DHT11 (temperature and humidity monitoring), MH 410D5 (carbon dioxide sensor), MQ - 2 (smoke monitoring sensor), TSL2561 (such as light intensity sensor) sensor as a system of environmental monito
7、ring module, the remote communication interface using RS485 serial port as a system, use P35 touch screen as human-computer interaction system window.Finally realizes the effect of this system is able to greenhouse humidity, temperature, light intensity and CO concentration in real-time monitoring,
8、and can monitor data on P35 screen will display in the form of intuitive, when one of these index reaches preset system can make information feedback immediately, transfer the other equipment in a timely manner to control the greenhouse environment.The system will also be able to remotely control an
9、d detect smoke and the concentration of combustible gas in greenhouse, do meet fire alarm function.The whole system is simple and easy to use, low cost, high intelligent degree, high reliability characteristics, very suitable for the use of ordinary farmers.KEY WORDS：Greenhouses, Intelligent Monitor
10、ing, Embedded, Sensors3目录前言1第1章 绪论21.1 智能农业监测系统的概念21.2 智能农业监测系统的主要内容21.3 智能农业监测系统的主要特点21.4 智能农业监测系统的研究意义31.5 农业监测系统的发展历程与未来发展趋势3第2章 智能农业监测系统的总体设计方案42.1 智能农业监测系统设计概述42.1.1 功能要求42.1.2 技术指标42.2 智能农业监测系统的硬件设计方案42.3 智能农业监测系统的软件设计方案6第3章 智能农业监测系统硬件设计与实现73.1 微处理器的选择73.1.1 S3C2440A简介73.1.2 S3C2440A的内部组成结构73.
11、1.3 S3C2440A的主要功能介绍83.1.4 S3C2440A的PWM定时器93.1.5 S3C2440A的中断系统103.2 传感器的选择113.2.1 传感器的对比与选择113.2.2 传感器简介133.2.3 传感器引脚说明及数据传输173.3 触屏显示器P35213.3.1 P35屏引脚说明223.3.2 P35屏的控制与配置233.4 MCU外围电路设计233.4.1 电源电路设计243.4.2 485通信接口设计243.4.3 报警与复位电路设计253.4.4 执行控制电路设计26第4章 智能农业监测系统软件设计274.1 程序设计的基本框架274.2 软件流程分析284.3
12、 各模块程序设计284.3.1 数据采集模块程序设计284.3.2 显示模块程序设计314.3.3 执行模块及报警模块程序设计32第5章 系统调试345.1 软硬件调试345.1.1 硬件调试345.1.2 软件调试345.1.3 软硬件关联调试345.2 功能测试34结论36参考文献37致谢39附录40前言自从改革开放以来我国经济发展发生了巨大变化，但农业一直在国民经济中占有重要地位，可是随着社会的高速发展，传统的农业生产方式已经渐渐满足不了现代经济发展的需求。并且我国虽有广阔的疆域，但大部分地区并不适合农业生产。所以为了使农业发展跟上现代经济发展的步伐，必须得通过运用现代科技来渐渐改善传统
13、的农业生产方式。众所周知环境无疑是影响农业生产的最大因素，但在自然状态下人们很难干预环境对农业生产的影响，因此温室大棚应运而生。温室大棚是最能代表现代农业生产的科技产物之一。但温室大棚之所以能够有效的控制农作物生长环境，就是依赖于它对内部环境的实时监测，可是先进监测技术投入成本高，操作技术复杂，对操作人员的素质要求很高，使得这种先进的温室种植技术难以在普通农民用户中得到推广。大多数普通农民用户还是依靠人工操作对温室环境进行监测。这种方法不但耗时耗力，并且效率很低，很难达到实时监测的要求。从而无法在最恰当的时刻及时做出对环境的调控，例如湿度低了需要浇水，温度低了需要保暖，光照不足需要加强光照度，
14、二氧化碳浓度过高需要通风等。这些对农作物生长最重要的环境因素只有在实时有效的监测下，并且及时做出反馈调控才能更利于作物生长提高产量，从而使温室大棚的经济效益显著提高。本设计就是一套以嵌入式系统为基础，做到对温室内温湿度、光照强度、CO浓度实时监测，并在各项指标达到预设值时立马做出信息反馈，调动其他设备及时对温室环境做出调控的智能农业监测系统。就技术层面而言本系统主要包括环境监测模块、数码显示模块、报警模块、数据传输电路以及执行调节电路。环境检测块用到的传感器主要有：DHT11(温湿度监测)、MH-410D5(二氧化碳传感器)、MQ-2(烟雾监测传感器)、TSL2561(光照强度传感器)，数据传
15、输电路为预留RS485接口，数码显示模块为P35屏，主控为三星公司的S3C2440A芯片。本课题意在打造一款智能化程度高、可靠性强、稳定性好、操作简单、成本低廉适合普通农民大众使用的温室大棚智能农业监测系统。第1章 绪论1.1 智能农业监测系统的概念智能农业监测系统是温室大棚内一套对内部作物生长环境能够实时监测，并且实时控制的系统。它是现代化温室大棚农业技术的核心，正是由于温室大棚拥有强大的监测系统，它才能创造出最适宜作物生长的环境，提高作物产量，使农业经济效益得到显著提高。1.2 智能农业监测系统的主要内容本智能农业监测系统是以ARM9系列的S3C2440A为控制核心，具有优越的嵌入式特性和强大的数据分析能力，与传统51芯片相比ARM芯片在性能上有了巨大的飞跃，配合上DHT11、MH-410D5、TSL2561等传感器的使用，本系统做到了对温室内各项重要环境数据的实时监测。该监测系统不但可以监测作物生长环境指标，还可以通过对传感器采集过来的数据进行分析，在恰当的时刻做出合理的反馈控制，进而达到对温室大棚内环境的调节功能。再配备MQ-2(烟雾监测传感器)和报警电路使它还担负起了大棚内火灾预
