摘 要

随着我国农业生产现代化规模和水平的提高，实现农作物生长环境信息的智能化管理变得越来越重要。论文研究的智慧农场测控系统，将搭载有各种传感器的蓝牙模块放置在农场的各个位置，彼此之间实现自组网，对环境信息进行实时监控，以实现农业生产的智能化、精细化管理和运作，这对促进我国农业现代化、可持续发展具有重要的实际意义。

论文完成了智慧农场测控系统的硬件电路设计和系统软件编程。特别针对目前普遍使用的土壤湿度传感器测量精度不高的情况，研发了利用频域反射原理测量土壤湿度的传感器；对紫外线、光照传感器进行了选型和测量电路设计，完成了系统整体硬件电路的制作及调试。系统实验结果表明，设计的系统运行平稳，功能达到预期要求，实现了本次毕业设计的预定目标。

关键词：智慧农场；频域反射；传感器；蓝牙组网

Abstract

With the modernization, scale and level of agricultural production in China, it is becoming more and more important to realize the intelligent management of crop growth environment information. Wisdom control system research farm, will be equipped with Bluetooth module of various sensors placed in each position of the farm, between implementation of ad hoc network, real-time monitoring of environmental information, to realize the agricultural production of the intelligent, meticulous management and operation, This has important practical significance for promoting agricultural modernization and sustainable development in china.

The thesis has completed the hardware circuit design and system software programming of the intelligent farm measurement and control system. Especially the precision of the measurement of soil moisture sensor is widely used currently is not high, developed using sensor frequency reflection principle of measuring soil moisture; ultraviolet radiation, light sensor for the selection and design of measuring circuit, completed the manufacture and debugging of hardware. The system experiment results show that the designed system runs smoothly, the functions meet the expected requirements, and the target of the graduation project is achieved.

Key Words：Smart farms; Frequency domain reflectometry; sensors; Bluetooth networking

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景与目的意义 1

1.2 智慧农场的研究现状 1

1.2.1 国内智慧农场的研究现状 1

1.2.2 国外智慧农场的研究现状 2

第2章 设计总体方案的制定 3

2.1系统总体结构 3

2.2方案选择 4

2.2.1土壤湿度测量 4

2.2.2紫外线、光照传感器 4

2.3.2通讯方式 4

第3章 系统硬件电路设计 6

3.1硬件系统总方案设计 6

3.2 CSR1010模块电路设计 6

3.2.1晶振电路 6

3.2.2存储器电路 7

3.2.3蓝牙天线 8

3.3 SI1133传感器模块电路设计 8

3.4基于FDR技术的土壤湿度传感器模块电路设计 10

3.4.1频域反射技术（FDR） 10

3.4.2 LC振荡电路模块设计 11

3.4.3比较器模块设计 14

3.4.4分频模块设计 14

3.4.5 STM8L单片机模块设计 17

3.5电源模块电路 17

第4章 系统软件设计 19

4.1系统总程序设计 19

4.2 SI1133传感器程序设计 19

4.3基于FDR法测土壤湿度程序设计 23

第5章 系统制作与实验 24

第6章 总结与展望 26

6.1总结 26

6.2展望 26

参考文献...........................................................................................................................27

致谢................................................................................................................................... 28

附录A 蓝牙模块原理图................................................................................................. 29

附录B 土壤湿度传感器原理图 30

附录C 电源模块、紫外线传感器原理图 31

附录D程序代码 32

附录D1 STM8捕获频率程序 32

附录D2 SI1133传感器配置程序 34

附录E成本分析 43

第1章 绪论

1.1研究背景与目的意义