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基于GSM的太阳能农业大棚多功能智能监控系统模块设计

2018年02月01日 12:25 次阅读

一、项目概述

1.1 引言

当今温室大棚产业不断扩大,人们对于健康的要求也越来越高,温室大棚提高农产品的质量,就必须要有适宜的生长环境。 本文介绍的基于GSM的太阳能农业大棚多功能智能监控系统,通过太阳能给单片机供电,设置不同的大棚植物所需的最适宜生长环境参数,系统实时检测环境值,并在液晶模块上显示,如果与设置参数不同,则会启动报警装置,并通过GSM模块给大棚管理者发送信息,同时自动采取相应操作。我们相信在未来的生活中,尤其是在温室大棚中会起到很重要的作用。

1.2 项目背景/选题动机

近二十年来,我国十分重视农业的发展,对农业设施做了很多投资,温室大棚就是其中最重要的一个项目。它作为一种新型的农业作物种植技术,已经突破了传统作物种植受地域、自然环境、气候等诸多因素的限制,对农业生产有重大意义。产量提高了,但是随着人们生活水平的提高,健康也更加的被人们所关注,温室大棚农产品的质量也是人们关心的焦点,。然而大棚绿色农产品怎么样才能最好的生长呢?目前我国温室大棚多依靠人工经验进行管理,或单片机控制的单参数,单回路的较多,人们无法,通过自己的经验能精准的控制给予蔬菜水果等植物,最佳适宜生长参数。温室大棚自动化程度不高,效率低。就农作物的生长环境而言,光照,温度,湿度是最基本的要素,而温室大棚的智能监控系统是实现其生产自动化,高效率化的最关键,最重要的环节。作为智能监控系统必须能够实现对以上要素的数据进行采集,分析,处理,并且进行相应的报警和智能控制,从而使得温室大棚的农作物能生长在一个最佳适宜的生长环境中。

二、需求分析

2.1 功能要求

单片机所需电能有太阳能提供,可以设置各种植物生长所需的光照度,温湿度值,系统实时采集环境值,并在液晶上显示。如果超标或不足,系统会自动报警,并自动采取开关灯,开关门,灌溉,卷帘等操作。系统会通过GSM模块给大棚管理者发送报警信息。本系统既可用于大面积的温室大棚种植,也可用于特殊植物的小面积培育。系统架构如图2.1所示:

图2.1 系统架构

图2.1 系统架构

2.2 性能要求

由太阳能供电,湿度测量范围:20%~90%RH,温度测量范围:0~+50℃,信号传输距离可达20米以上,采集的数据信息在液晶上显示。单片机控制GSM模块,将参数信息发送给管理者。

三、方案设计

3.1 系统功能实现原理

如下图所示:该系统主要由以下几大模块组成:太阳能供电模块,传感器模块(光照度传感器,温湿度传感器),GSM模块,智能控制模块(开关门,开关灯,灌溉,卷帘),键盘模块,液晶显示模块。系统硬件结构框图如图3.1所示:

图3.1 系统硬件结构框图

图3.1 系统硬件结构框图

3.1.1 太阳能供电模块

太阳能是一种干净的可再生的新能源,越来越受到人们的青睐,在人们生活、工作中有广泛的作用, 其中之一就是将太阳能转换为电能,太阳能电池就是利用太阳能工作的。

太阳能供电模块采用深圳市万家好太阳能公司生产的5 W多晶硅太阳能电池,最大电压18V,多晶硅太阳能电池的光电转换效率约12%左右。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。

3.1.2 传感器模块

光照度传感器:光照度是农作物生长的重要参数之一,在设施农业中光照度的检测越来越得到科技工作者的重视。目前设施农业温室大棚环境控制用的光照度检测电路中,所使用的敏感元件大多为硅光电池。实际上光敏二极管较硅光电池有许多优点,有很高的带宽,价格便宜,特别是光电流与光照度之间呈较好的线性关系,因此他在光耦合隔离器、光学数据传输装置和测试技术中得到广泛的应用。因此本系统是根据光敏二极管的感光特性,设计一种简单实用的光照度检测电路。

温湿度传感器: 温湿度对农作物的生长也相当重要。本系统采用的是DHT11数字温湿度传感器,它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术,确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件,并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中,传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口,使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗,信号传输距离可达20米以上,使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。

3.1.3 GSM模块

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单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导,以广泛的应用领域拉动,表...

发表于 2018-04-03 10:16 561次阅读
单片机开发板哪个好_单片机开发板排行

单片机就业前景怎么样_学好单片机开发赚钱吗

对于学习单片机的人而言,肯定都想知道单片机目前的发展现状啊,据此来给自己指定学习目标吧。所以小编总结...

发表于 2018-04-03 09:46 426次阅读
单片机就业前景怎么样_学好单片机开发赚钱吗

一文看懂STC单片机冷启动和复位有什么区别

STC单片机是一款增强型51单片机,完全兼容MCS-51,还增加了新的功能,比如新增两级中断优先级,...

发表于 2018-04-03 09:13 321次阅读
一文看懂STC单片机冷启动和复位有什么区别

单片机STM32时钟图文理解

如输出到称为HCLK、FCLK的时钟,还直接输出到SDIO外设的SDIOCLK时钟、存储器控制器FS...

发表于 2018-04-03 08:45 334次阅读
单片机STM32时钟图文理解

NEC单片机的FIP显示控制/驱动器应用

日本NEC公司生产的μPD780208系列8位单片机属于78K/0家庭中功能较强的一种系列。根据内部...

发表于 2018-04-02 20:05 62次阅读
NEC单片机的FIP显示控制/驱动器应用

采用单片机的帆板角度控制系统的设计与实现

系统采用单片机(STC89C54RD)作为主要控制器件,采用HEDS9701槽型光耦加360线光栅片...

发表于 2018-04-02 19:39 53次阅读
采用单片机的帆板角度控制系统的设计与实现

日产推出新款立式街灯 利用电动车废旧电池及太阳能...

据外媒报道,电动车制造商纷纷寻找新途径,期望再利用废旧蓄电池组,其举措也变得愈发具有创新性。

发表于 2018-04-02 17:57 495次阅读
日产推出新款立式街灯 利用电动车废旧电池及太阳能...

依靠C语言,单片机平台可以制作二维码

以往我们所使用到的二维码大多依赖网络平台或者智能终端,今天我们来谈谈在单片机平台上的实现过程。

发表于 2018-04-02 17:44 341次阅读
依靠C语言,单片机平台可以制作二维码

单片机的介绍及广泛应用

电路简单、功能强大、质量可靠,这就是单片机被广泛是使用的根本原因。在我们的生活里,电器更新换代频繁、...

发表于 2018-04-02 17:37 106次阅读
单片机的介绍及广泛应用

plc是什么_单片机是什么_plc和单片机哪个简...

PLC = Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,一种数字运...

发表于 2018-04-02 17:03 505次阅读
plc是什么_单片机是什么_plc和单片机哪个简...

单片机编程及芯片操作简单总结

如果我们把这个“口”字图形的“.”处用“0”代替,就可以很形象地得到“口”的字形码:0000H 00...

发表于 2018-04-02 09:08 364次阅读
单片机编程及芯片操作简单总结

2024年全球混合型风能和太阳能储能规模将达15...

根据Global Market Insights,Inc.最新研究报告,到2024年,混合型 太阳能...

发表于 2018-03-31 09:04 157次阅读
2024年全球混合型风能和太阳能储能规模将达15...

FLASH操作程序设计与存储器结构

这是一个非常经典的TI的关于FLASH存储模块的程序,在几乎所有的关于MSP430的书籍等资料上都可...

发表于 2018-03-30 16:02 311次阅读
FLASH操作程序设计与存储器结构

太阳能移动电源 户外爱好者必备神器

(Rocky) 移动电源没什么稀奇的,我们也看到各种造型、集成不同功能的款式。 不过,今天要为大家介...

发表于 2018-03-30 14:46 405次阅读
太阳能移动电源 户外爱好者必备神器

收藏!我的单片机C语言编程心得都在这里了

迄今为止,写过的程序都是一些很简单的程序,从来没有想到要自己写.H文件,也不知道.H文件到底什么用,...

发表于 2018-03-30 13:50 394次阅读
收藏!我的单片机C语言编程心得都在这里了

现在市场上有哪些单片机很火的_单片机市场现状分析

本文主要介绍了现在市场上有哪些单片机很火的_单片机市场现状分析以及单片机结构介绍。单片机是一种集成电...

发表于 2018-03-30 13:30 744次阅读
现在市场上有哪些单片机很火的_单片机市场现状分析

洗完澡发现镜子起雾怎么办?有它就能解决你的烦恼

我想大家洗澡时,都会遇到一个烦恼,就是热水形成的雾气会让镜子起雾。 对于男生来说,洗澡刮胡子显然很不...

发表于 2018-03-30 13:10 353次阅读
洗完澡发现镜子起雾怎么办?有它就能解决你的烦恼

怎么知道单片机型号_单片机型号的判断

本文主要介绍了怎么知道单片机型号_单片机型号的判断。AT89系列包括两大类第一类是常规的,就是AT8...

发表于 2018-03-30 13:09 688次阅读
怎么知道单片机型号_单片机型号的判断

单片机上电复位电路图大全

本文主要介绍了单片机上电复位电路图大全。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。上电复位:STC89...

发表于 2018-03-30 10:42 1251次阅读
单片机上电复位电路图大全

杜绝鸡汤:电子设计的几点哲学思考

设计很重要,工程也很关键。理论要结合实际,才能做好产品。

发表于 2018-03-29 15:04 286次阅读
杜绝鸡汤:电子设计的几点哲学思考

嵌入式开发与单片机开发区别何在

嵌入式开发就是设计特定功能的计算机系统,手机,mp3、mp4,mp5,自动供水系统,洗衣机,油井监控...

发表于 2018-03-29 13:49 341次阅读
嵌入式开发与单片机开发区别何在

单片机嵌入式编程要记住的5个要点

在单片机编程的过程中,如果一名设计者能够同时掌握多门编程语言,那么这名设计者肯定是一位非常优秀的人才...

发表于 2018-03-29 10:03 398次阅读
单片机嵌入式编程要记住的5个要点

高手讲解PIC单片机:单片机的入门就是这么简单

单片机里有一些部件需要我们使用和操作,都是通过读写寄存器来实现的。每个部件都对应有操控它的寄存器,例...

发表于 2018-03-29 09:26 399次阅读
高手讲解PIC单片机:单片机的入门就是这么简单