论文总字数：14065字

摘 要

为了克服传统农业人工采集数据繁琐的问题，满足农业现代化的发展需求。本文设计一种基于STC12单片机的农业生态环境参数采集系统，该系统由温湿度采集系统，光照强度采集系统，和2.4G无线传输系统组成。主要工作形式是由温湿度采集系统和光照强度采集系统先测量数据，然后传到STC12单片机上，最后由单片机把数据传输到液晶屏上，同时也能够通过无线传输系统将数据通过串口通信的方式传输到PC端。该系统具有功耗更低、寿命更长、节点设置更灵活的优点，较好地实现了对农业中各项环境参数的实时采集和监测。

关键词：2.4G无线传输模块；温湿度传感器；光照强度传感器；农业监测；数据采集

Design of Agricultural Ecological Environment Collection System Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

In order to overcome the tedious problem of traditional agricultural manual data collection and meet the development needs of agricultural modernization. In this paper, an agricultural ecological environment parameter acquisition system based on STC12 single chip microcomputer is designed. The system consists of temperature and humidity acquisition system, light intensity acquisition system, and 2.4G wireless transmission system. The main work form is that the temperature and humidity collection system and the light intensity collection system first measure the data, then transmit it to the STC12 single chip computer, and finally the single chip computer transmits the data to the liquid crystal screen, at the same time, it can also transmit the data to the PC through the serial communication through the wireless transmission system. The system has the advantages of lower power consumption, longer service life and more flexible node settings. It can achieve real-time collection and monitoring of environmental parameters in agriculture. 

Key words: 2.4G wireless transmission module， temperature and humidity sensor, light intensity sensor，agricultural monitoring，data acquisition

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 温湿度传感器研究现状 2

1.2.2 光照强度传感器研究现状 3

1.3研究内容及要求 3

第二章 课题方案设计 4

2.1设计目的 4

2.2系统设计方案 4

第三章 系统硬件设计 6

3.1系统硬件设计 6

3.1.1数据收集部分电路图 6

3.1.2 PC端接收模块 7

3.2 STC12单片机介绍 7

3.3各部分电路设计 7

3.3.1电源模块电路设计 7

3.3.2 DHT22温湿度传感器 8

3.3.3 BH1750光照传感器 8

3.3.5 LCD1602液晶显示模块 9

第四章 系统软件设计 11

4.1 电源部分 11

4.2 LCD液晶显示屏部分 11

4.3温湿度传感器部分 12

4.4光强传感器部分 12

第五章 实验与验证 13

5.1系统实物图 13

5.2 PC端接收模块 14

第六章 总结与展望 15

6.1总结 15

6.2展望 15

辞 谢 16

参考文献 17

第一章 绪论

• 1. 研究背景及意义

自古以来，粮食对于每个人来说都是很重要的^[1]。尤其是在人口最多的大国中，一直把农业作为第一产业，农业在国民经济发展^[2]战略中也具有非常重要的意义。就目前情况来说，中国依旧是是人口基数十分庞大的农业大国，但并不是农业强国，因为就目前情况而言，国内农业生产成本依旧占着比较高的比重，农业生产效率依旧保持着较低的水平，农业生产的机械化水平^[3]也处在一个较低的水平上。因此，伴随着信息技术和物联网技术^[4]的一步步的不断向前发展，农业生产的规模化、智能化、自动化已成为国内现代化农业生产和管理的必然趋势。与此同时，由于国内人口老龄化问题越来越突出，以及城镇现代化工程的进一步推进，种种因素都导致了农民在农业生产中的比重越来越低。根据统计的数据显示来看，越来越多的农民工倾向于从事第二、第三产业。为了提高农业生产效率，规模化、机械化、自动化的农业生产逐渐成为常态。同时，由于投入农业生产的农业人口越来越少，这也为农业生产的智能化和物联网的快速发展带来的机遇，也加快了农业转型升级的步伐，为高效开展农业生产提供了有利环境。作为开展数字化农业的第一步，农业生态环境的参数采集有着极为重要的意义与需求。

更为重要的是，在进入新世纪后，也就是到了21世纪，中国加入了WTO，这就让国内的产品有了更多的挑战。很多行业为了跟上时代发展的步伐，就需要接触和应用电子产品，对刚接触到的电子测量等新兴技术^[5]进行改造和升级。比如说，在人人都离不开的食品行业中，大多数情况下，大家都是凭借经验，基本上没有人去使用温湿度传感器。再比如说，在棉纺织行业中，虽然温度和湿度对纺织品的质量有着很大的影响，但是纺织行业对于温度和湿度的测量和控制手段仍然不是很先进，甚至可以说是十分的落后，依旧在使用干湿球湿度计，采用的是人工观察和测量数据的方式，人工的调节控制阀门。这样的控制效果仔细想想就能知道，实用性很低。在其余行业的情况大体上也是这样，达不到理想的效果，同时还费时费力。但是，伴随着时代的进步和发展，越来越多的农民都逐渐意识到只有摆脱传统的耕耘方式，引进现代化的科学技术和现代化的种植方式才能够应对进口农产品的挑战，并且能够在国外市场开辟一方天地。

在这种大发展的情况下，各种各样的新技术在农业中的应用便越来越广泛，建立起农业环境得到监测系统，在充分了解各地区的温湿度，光照强度等环境参数的情况下，各个地区都建立了大量的新型的温室大棚^[6]，从那以后，种植蔬菜，养殖花卉等相关产业便不再受到季节的限制。因此，对于农产品环境的测量和控制便变得越来越重要和急切。由于能够调试温度的冷库的兴建，温湿度测量技术便有了更大的市场。虽然引进了国外的先进的温室大棚，自动化程度高，同时成本也更高。目前，国内相关部门正在一步步的消化和吸收掉相关的技术，大多数情况下，都是先搞定对于温度的调试，然后再调整光照强度，最后再在控制通风上下功夫：然后再解决温度和湿度的自动控制和光照强度的测量和控制。另外，由于国家开始着手建设能够长期储备粮食的粮仓，对温度，湿度的测控技术和对光照强度的监测技术也提出了更高的标准和要求。

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