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温室温度远程监控系统的设计

梁健  
【摘要】:设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径,己经越来越受到世界各国的重视。温室是设施农业的典型应用。实现温室环境监控,主动地调节温度、湿度、光照和二氧化碳气体浓度等环境因素,为作物提供最佳生长环境,对于促进农业生产具有重要的意义。温度作为温室环境最重要的因素之一,对作物的生长影响明显,而现有的一些温室温度监控系统具有成本高、布线麻烦等缺点,因此,需要一种低成本、高效益的温室温度监控系统来满足不同区域和不同作物的需求。 本文首先介绍了温室远程监控技术在国内外应用及发展现状,并给出了课题研究的目的和内容。针对温室温度数据采集、传输与控制需求,提出了一种科学的、可行的测控方案,并设计了具体可行的硬件电路和系统软件。系统硬件分为三部分:DS18B20温度测量部分、温度控制部分、PC机与单片机通信接口电路;在软件方面,采用汇编语言与C语言相结合编写了温度采集部分和温度控制部分的程序,采用c#语言编写了上位机的监控程序;并利用串口通信技术,将上位机与下位机连接起来,使单片机与PC机能够稳定通讯。 GSM网络经过多年的发展,己经比较成熟。把GSM移动通信网络技术引入到温室生产中,将GSM网络和监测系统结合具有非常良好的应用前景。本课题开发了基于GSM网络的SMS温度信息发送程序,以实现通过GSM网络方式对温室温度进行监控,并对数据传输的可靠性、保密性做了一定研究。该系统主要包括监测站和中心站两个部分。监测站的核心是单片机系统,实现的功能是数据采集、发送、显示、打印、编码,软件的实现使用汇编语言;中心站的核心是PC机,实现的功能是数据接收、存储,软件的实现使用c#语言。两者之间通过GSM模块联系。 基于以上技术,构建了温室温度监控系统,实现温室温度信息采集、传输和控制,完成了系统调试。在温室中进行了为期一周的数据采集与系统调试的实验,并对数据结果进行了分析。结果表明,系统整体运行稳定可靠。 在本系统中,主要使用了低成本的单片机和短信模块,并且实现了最初设想的“移动的监控中心”的目标。对减轻生产人员劳动强度、提高设备利用效率、延长设备使用寿命、大幅度提高劳动生产率和资源产出率、减少自然环境恶化对农业生产带来的不良影响,实现温室作物生产的可持续发展具有重要意义。


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