论文总字数：17010字

摘 要

随着生活水平的提高，人们迫切地希望可以改善传统的农业的人工种植劳动强度大等缺点，人们为了解决这些问题，就发展出来智慧农业这一体系。智慧农业是在传统农业的基础之上采用物联网 大数据技术进行升级，运用传感器来采集数据，通过云端计算机进行数据处理分析，使用移动端平台或者电脑端平台对农业生产进行图形化控制，让传统农业更加智能。所以针对目前国内农业自动化程度相对较低的问题，本课题提出了一种操作简单、稳定性高的智慧农业系统，使传统农业的一些弊端得到改善。

本设计采用了STM32单片机作为系统的核心控制器，外围电路采用传感器元件组成，同时对系统的各类环境参数进行监测并作出分析。通过智能监测与报警来辅助人工进行有效的干预，从而促进农业现代化、智能化的发展。

关键词：STM32单片机；传感器；智慧农业

Design and Implementation of Smart Agriculture System

Abstract

With the improvement of living standards, people are eager to improve the traditional agriculture of artificial planting labor intensity and other shortcomings. In order to solve these problems, intelligent agriculture came into being. Smart agriculture is based on traditional agriculture using the Internet of Things big data technology to upgrade, using sensors to collect data, using cloud computers for data processing and analysis, and using mobile or computer platforms to graphically control agricultural production. Make traditional agriculture smarter. In view of the low degree of agricultural automation in China, this paper proposes an intelligent agricultural system with simple operation and high stability, which can improve some disadvantages of traditional agriculture.

This design uses STM32 microcontroller as the core controller of the system. The peripheral circuit is composed of sensor elements, and various environmental parameters of the system are monitored and analyzed at the same time.When the parameters exceed the set threshold, the system will automatically sound and light alarm to ensure a suitable environment for crop growth, improve crop productivity, reduce waste of human resources, and promote the development of agricultural modernization and intelligence.

Keywords: S5PV210 STM32 Microcontroller; Sensors; Smart Agriculture

目 录

摘 要...............................................................................................................................................................I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 选题背景与意义 1

1.2 国内外研究的现状 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 系统结构安排 2

第二章 需求分析 3

2.1 可行性分析 3

2.1.1 实现方案可行性分析 3

2.1.2 技术可行性分析 3

2.1.3 经济可行性 4

2.1.4操作可行性 4

2.2 业务流程分析 4

2.3 硬件需求分析 5

2.3.1 硬件系统组成 5

2.3.2 STM32单片机 6

2.3.3传感器模块 6

2.4软件需求分析 7

2.4.1 Windows操作系统 7

2.4.2 keil5开发工具 7

2.5 功能需求分析 7

第三章 系统设计 8

3.1系统设计概述 8

3.2系统硬件模块组成 8

3.2.1自动开关设备功能电路设计 8

3.2.2信息显示功能电路设计 9

3.3系统软件组成 10

3.3.1 主程序 10

3.3.2信息采集子程序 11

3.3.3自动开关设备子程序 12

3.4功能设计 15

第四章 系统测试 14

4.1测试目标 14

4.2测试环境 14

4.3功能测试 15

4.4集成测试 16

4.5 测试结果与分析 16

第五章 总结与展望 17

5.1总 结 18

5.2展 望 18

致 谢 19

参考文献（References） 20

附 录 21

第一章 绪 论

1.1 选题背景与意义

在当今世界，科学技术的全球化发展越来越快，现在农业也在遵循这一趋势，把农业、生物、信息三种技术合为一体。在上世纪初期，西欧的一些发达国家农业科技化生产已初步走向成熟，例如“荷兰”, 其国土距离海面比较近，且属于海风气候, 同时国家的国土面积中有很大的一部分都低于平均海平面。荷兰人口众多,因此特别注意土地的资源利用, 他们要努力加强农产品的科技化发展，经过长时间的探索，荷兰也在不断创新改进，终于找到了一条适应荷兰国情的农业发展之路，在二十世纪，荷兰的农业产量稳居世界前三，所以，农业科技化正是大趋势、大潮流，农产量也是衡量着一个国家的整体发展的重要指标^[1]。

当前，我国发展的一大重要目标是实现农业发展智能化。自中国共产党第十九次全国代表大会召开以来，农业发展出现了新的前景和计划。第十九次全国代表大会的报告中强调：“我们必须始终把“三农”问题的解决放在党的工作的最高位置。从1978年改革开放以来，我国城市化发展日益加快，工业化也日益凸显出来，但是致力于农业发展一直都是我国的发展基础。只有打下良好的基础，我们才能振兴中国，使中国在东方高高耸立。当前依靠科技创新和技术进步，科学技术的飞速发展可以作为农业和农村现代化的关键。为了加速农业现代化，我国还制定了相应的建设计划。在我国的东西部及南北地区已经建立了科技农业产业基地，包括智能化森林实时保护系统，智能型粮食种植以及智慧果园等。在近三年内，政府相关部门都有派出专业人员进行建设基地，其中不乏有院士、教授、高级技术工程师等高科技人才，他们被分派到全国各地的农业基地做指导，在科研人员共同的指导下，这些农业基地已然改新换貌，为中国农业谱写了新篇章，也为中国科技创造入了新的理念与产品，就这样，我国农业一步一步的迈向新的领域，并且使我们这一代新青年有了新的认知和启发，我们将努力学习现有的科学技术和文化知识，继续向前进，奋力开创农业和科技的纪元，共同把我国打造成实力大国^[4]。

1.2 国内外研究的现状

新中国自1949年成立以来，人民的生活质量得到了有效的改善，生活水平也逐年逐步提高。到现在人们不在担忧温饱问题了，而是期望有好的生活品质，对各个方面都有所追求，智慧农业也因此而诞生。1950年代初期，使用温室进行大棚种植农作物的方法在一些欧美国家开始被实际应用。这样一来，农作物就不再受季节，时间及地区差异等外在因素的影响，农作物的上市季节也可以进行人为控制。

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