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摘 要

温室大棚在农业生产过程中发挥着重要的作用，目前温室大棚内部环境的调节方式和管理方式相对滞后，生产效率不高。为了解决这个问题，本文将设计一个能够实现温室大棚内部环境的调节和管理都能自动进行的控制系统，围绕STM32单片机进行设计。本文详细分析温室大棚适合种植植物的温度、湿度、光的强度、CO2浓度等各种条件，并以此为基础选择处理器、传感器等硬件模块，为植物的种植提供最好的生长条件。控制器通过各种传感器检测温度、湿度、光的强度、CO2浓度等信号，检测把信号传到上位机上的情况，设定每个变量和信号后，控制器分析信号，并显示具体执行机构的动作信号。通过实现温室大棚内部环境的自动调节，减少人工参与，在提高温室生产效率上有一定的效果。

关键词：温室大棚 STM32单片机 信号检测

Design and implementation of greenhouse control system

Abstract

Greenhouse plays an important role in the process of agricultural production. At present, the adjustment and management of the internal environment of greenhouse are relatively backward, and the production efficiency is not high. In order to solve this problem, this paper designs a control system which can adjust and manage the greenhouse environment automatically. STM 32 single Taking the frame as the center of the design, In this paper, the temperature, humidity, light intensity, carbon dioxide concentration and other conditions suitable for planting plants in greenhouse are analyzed in detail, the processor Select hardware modules such as sensors to provide the best growth conditions for plant cultivation. The controller senses the signals such as temperature, humidity, light intensity and CO2 concentration through various sensors, and senses the situation when the signals are transmitted to the upper computer. After setting parameters and signals, The controller analyzes the signal, reflects the action signal of the specific executive mechanism, realizes the automatic adjustment of the internal environment of the greenhouse, reduces the manual participation, and improves the production efficiency of the greenhouse.

Keywords: Greenhouse; STM32 single chip microcomputer; Signal detection

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1论文研究背景 1

1.2温室大棚国内外研究现状 1

1.2.1国内温室大棚研究现状 1

1.2.2国外温室大棚研究现状 2

1.3论文研究内容 2

第二章 温室大棚控制系统总体设计 4

2.1温室大棚内部环境因素分析及控制调节 4

2.1.1土壤温度参数分析及控制调节 4

2.1.2土壤湿度参数分析及控制调节 4

2.1.3光照强度参数分析及控制调节 5

2.1.4二氧化碳浓度参数分析及控制调节 5

2.2温室大棚环境因素采集传感器的布点研究 6

2.2.1土壤温湿度传感器布点研究 6

2.2.2光照传感器布点研究 6

2.2.3二氧化碳传感器布点研究 6

2.3温室大棚控制系统总体设计方案 6

2.4本章小结 8

第三章 温室大棚控制系统的硬件设计 9

3.1控制系统的微控制器选型 9

3.2温室大棚环境因素采集传感器的选型 10

3.2.1土壤温湿度传感器的选型 10

3.2.2光照强度传感器的选型 10

3.2.3二氧化碳传感器的选型 11

3.3信号A/D转换集成电路的设计 12

3.4控制系统通信模块设计 12

3.5控制系统液晶显示模块设计 13

3.6控制系统智能报警模块设计 14

3.6.1蜂鸣器简介 14

3.6.2报警电路 14

3.7控制系统电源模块设计 15

3.8控制系统输出控制电路设计 15

3.9本章小结 17

第四章 温室大棚控制系统的软件设计 18

4.1软件开发环境介绍 18

4.2主程序模块设计 18

4.3控制中心子程序 19

4.4智能报警子程序 20

4.5环境因素调控子程序 20

4.6本章小结 21

第五章 控制系统电路仿真调试与分析 22

5.1电路的模拟仿真 22

5.2模拟仪器检测信号 22

5.3仿真环境因素采集传感器信号 23

5.4本章小结 24

第六章 温室大棚控制系统测试 25

6.1实验监测平台 25

6.2实验调试及数据分析 25

第七章 总结与展望 26

参考文献 28

致 谢 30

第一章 绪论

1.1论文研究背景

社会持续发展，人们的饮食需求和习惯都发生了改变，人们不再满足于时节蔬菜的品种稀少，而向蔬菜品种丰富性和质量的提高提出更高的要求。因此，农业生产不仅要跟上市场需求，还要保证蔬菜质量和种类，日益提高人们的生活质量。这些要求必然会导致新的农业设施开始出现。首先出现的实用农业设施是温室大棚，基础农业设施，不受时间和空间的限制，在高原和沙漠等特殊环境下也可以生产农业。它可以适当调节一些影响作物生长的环境因素，实现作物的优秀产量。

但是目前大部分温室大棚的数据收集依然存在着使用人工的现场监测和调节方式，自动化水平低或设备环境控制能力低下等问题。另一方面，人力方式不仅无法避免偏差和缺漏，而且工作量也会增加，数据的实施性和有效性难以保证，具有明显的局限性。针对温室大棚目前的发展现状，STM32单片机芯片驱动中心控制器对植物的种植提供了最佳生长要素，能够从根本上解决数据的实施性和有效性问题。

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