【毕业设计】76-基于物联网的智慧农业监控系统的研究（详细说明书+PPT+原理图+仿真+源代码+物料清单）_基于物联网技术的农业管家机器人产品设计说明书

【毕业设计】76-基于物联网的智慧农业监控系统的研究（详细说明书+PPT+原理图+仿真+源代码+物料清单）

摘要

目前物联网技术已经进入爆发式增长阶段。智慧农业监控系统也正在往物联网技术方向发展。使用传感器采集农业大棚中的信息，并根据不同蔬菜的生长要求制定不同的控制方案，实现农业蔬菜大棚自动化调控的目的，提高农作物的产量。
本文设计出一款基于物联网技术的智慧农业控制系统，该系统分为两个部分。第一部分为控制网关：通过传感器控制节点将农业参数采集，如温度、湿度、二氧化碳浓度、光照等信息，使用Zigbee无线技术将数据传输至网关进行处理，从而达到种植物最优的生长环境的目的。第二部分为传感器控制节点：采集蔬菜大棚种植的环境温度、湿度、二氧化碳浓度、光照等信息并显示在液晶显示器中。当监测环境超过设定阈值则会自动控制空调、风扇或者窗帘等动作，使农作物处于最佳的生长环境。智慧农业监控系统的设计流程为，提出方案、绘制系统框图、根据功能设计硬件电路、编写软件程序。最后使用仿真软件对系统功能性进行验证，从而保证了系统硬件与软件符合系统的预期要求。
系统设计硬件、软件遵循了模块化开发理念，保证了系统完成功能任务的同时并且满足电气要求。最终通过对智慧农业监控系统进行仿真测试，使用仿真软件模拟农作物的生长环境，最终确认了需求，完成了环境温度、湿度、二氧化碳浓度、光照的采集显示、报警以及自动控制的功能。

关键词：智慧农业；Zigbee；农业大棚；二氧化碳

资料包含：
1、详细说明书 1.8W字以上，重复率低
2、答辩PPT
3、原理图工程、仿真工程、源代码
4、物料清单、仿真截图、原理图截图、仿真录屏
5、开题报告
6、任务书
7、中期检查情况表
8、英文文献及翻译
9、流程图

注意：资料为虚拟产品，资料仅用于学习单片机技术及原理。禁止用于他用。

目录

目 录

1 绪论 1
1.1 智慧农业研究背景 1
1.2 智慧农业监控系统研究意义 1
1.3 国内外研究的现状 2
1.4 本文的主要研究内容 3
2 系统总体方案设计 4
2.1 系统功能需求 4
2.2 系统方案设计 4
2.2.1 传感器监控方案设计 5
2.2.2 网关方案设计 5
2.3 主要元器件选型 6
2.3.1 微控制器选型 6
2.3.2 无线传输模块选择 7
2.3.3 显示器模块选择 8
2.4 本章小结 8
3 系统硬件设计 9
3.1感知节点硬件架构设计 9
3.2 微控制器 9
3.2.1 主控制器介绍 9
3.2.2 最小系统 10
3.3 传感器监控节点设计 10
3.3.1 光照、二氧化碳采集电路设计 10
3.3.2 温湿度采集电路设计 11
3.3.3 继电器控制电路设计 12
3.3.4 监控节点总电路设计 12
3.4无线通信模块 13
3.5 本章小节 14
4 无线感知网络设计 15
4.1 STM32最小系统设计 15
4.2 电源电路设计 16
4.3 无线传输接口 17
4.4 本章小节 17
5 系统软件设计 18
5.1 Zigbee网关任务机制流程图 18
5.2 监控程序设计 18
5.3 网关显示 19
5.4 本章小结 20
6 智慧农业监控系统仿真 22
6.1 仿真电路搭建 22
6.2 仿真功能测试 23
6.2.1 数据采集功能测试 23
6.2.2 报警及反馈功能测试 26
6.3 测试结果 27
6.4 本章小结 27
7 结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
附录A：仿真配置命令 32

图片

#include "reg51.h"
#include"TLC1543.h"
#include "DHT11.h"
#include "lcd1602.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit beep=P2^3;//蜂鸣器
sbit out1=P2^4;//输出
sbit out2=P2^5;
sbit out3=P2^6;
sbit out4=P2^7;
sbit k1=P3^1;//按钮
sbit k2=P3^2;
sbit k3=P3^3;
sbit k4=P3^4;
sbit k5=P3^5;
sbit led1=P1^6;
sbit led2=P1^7;
sbit led3=P3^6;
sbit led4=P3^7;
uchar time=0,sec=0;//系统定时
uint light=0,hs=0;//光照,二氧化碳
uint down[]={50,0,15,45};//下限
uint up[]={300,10,25,60};//上限
uchar flag[]={0,0,0,0};
uchar disp1[]="00 C ";
uchar disp2[]="00%  ";
uchar disp3[]="000Lx";

uchar mode=0;//模式
//按键函数
void key()
{
	if(!k1)//切换
		{
			if(mode<3)
				mode++;
			else
				mode=0;	
			while(!k1); 
		}
		if(!k2)//下限加
		{
			if(down[mode]<up[mode])
				down[mode]++;
			while(!k2);
		}
		if(!k3)//下限减
		{
			if(down[mode]>0)
				down[mode]--;
			while(!k3);
		}
		if(!k4)//上限加
		{
			if(mode==0)
			{
				if(up[0]<999)
					up[0]++;
			}
			else
			{
			if(up[mode]<99)
				up[mode]++;
			}
			while(!k4);
		}
		if(!k5)//上限减
		{
			if(up[mode]>down[mode])
				up[mode]--;
			while(!k5);
		}
}
//延时
void delay(uint i)
{
	while(i--)
	{
		key();
	}
}
//声音1
void voice1()
{
	uint i;
	for(i=0;i<5000;i++)
	{
		delay(50);
		beep=!beep;
	}
}
//声音2
void voice2()
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		for(j=0;j<500;j++)
		{
			delay(50);
			beep=!beep;
		}
		for(j=0;j<500;j++)
		{
			delay(50);
		}
	}
}
//声音3
void voice3()
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<60;i++)
	{
		for(j=10;j<75;j++)
		{
			delay(j);
			beep=!beep;
		}
		for(j=75;j>10;j--)
		{
			delay(j);
			beep=!beep;
		}		
	}
}
//声音4
void voice4()
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<15;i++)
	{
		for(j=10;j<600;j++)
		{
			delay(20);
			beep=!beep;
		}
		for(j=10;j<500;j++)
		{
			delay(50);
			beep=!beep;
		}		
	}
}
//主函数
void main()
{
	disp1[2]=0xdf;
	init_1602();	
	TMOD|=0X01;
	TH0=0X3C;
	TL0=0XB0;	
	ET0=1;//打开定时器0中断允许
	EA=1;//打开总中断
	TR0=1;//打开定时器
	while(1)
	{
		key();
		//判断
		 //光照
			if((light<down[0])||(light>up[0]))
			{
				if(flag[0]==0)
				{
				mode=0;
				flag[0]=1;
				led1=0;
				voice1();
				if(light<down[0])
				{
				out3=0;out4=1;
				}
				else
				{
				out3=1;out4=0;
				}
				}
			}
			else
			{
				flag[0]=0;
				led1=1;
				out3=1;out4=1;
			}
		 //硫化氢
			if(hs>up[1])
			{
				if(flag[1]==0)
				{
				mode=1;
				flag[1]=1;
				led2=0;
				voice2();
				out2=0;
				}
			}
			else
			{
				flag[1]=0;
				led2=1;
				out2=1;
			}
		//温度
			if((dht11_dat[2]<down[2])||(dht11_dat[2]>up[2]))
			{
				if(flag[2]==0) 
				{
				mode=2;
				flag[2]=1;
				led3=0;
				voice3();
				out1=0;
				}
			}
			else
			{
				flag[2]=0;
				led3=1;
			}
		//湿度
			if((dht11_dat[0]<down[3])||(dht11_dat[0]>up[3]))
			{
				if(flag[3]==0) 
				{
				mode=3;
				flag[3]=1;
				led4=0;
				voice4();
				out1=0;
				}
			}
			else
			{
				flag[3]=0;
				led4=1;
			}
		if((flag[3]==0)&&(flag[2]==0))
			out1=1;
	}
}
//定时器中断
void Timer0() interrupt 1
{	
	uchar i;
	unsigned long j=0;
	if(time<10)//0.5s
		time++;
	else
	{
		time=0;
		//测量光照
		for(i=0;i<10;i++)
			light=TLC1543_read(0);
		light=light/10;
		//测量硫化氢
		for(i=0;i<10;i++)
			hs=TLC1543_read(1);
		j=hs;
		hs=j*100/4096;
		dht11_recive();//测量温湿度
		//显示
		if(mode==0)
		{
			write_string(1,0,"light:");//光照
			disp3[0]=light/100+0x30;
			disp3[1]=light%100/10+0x30;
			disp3[2]=light%10+0x30;
			write_string(1,8,disp3);
			disp3[0]=down[0]/100+0x30;
			disp3[1]=down[0]%100/10+0x30;
			disp3[2]=down[0]%10+0x30;
			write_string(2,0,"L:");
			write_string(2,2,disp3);
			disp3[0]=up[0]/100+0x30;
			disp3[1]=up[0]%100/10+0x30;
			disp3[2]=up[0]%10+0x30;
			write_string(2,8,"H:");
			write_string(2,10,disp3);
		}
		if(mode==1)
		{
			write_string(1,0,"CO2:   ");//二氧化碳
			disp2[0]=hs/10+0x30;
			disp2[1]=hs%10+0x30;
			write_string(1,8,disp2);
			disp2[0]=down[1]/10+0x30;
			disp2[1]=down[1]%10+0x30;
			write_string(2,0,"L:");
			write_string(2,2,disp2);
			disp2[0]=up[1]/10+0x30;
			disp2[1]=up[1]%10+0x30;
			write_string(2,8,"H:");
			write_string(2,10,disp2);
		}
		if(mode==2)
		{
			write_string(1,0,"temp: ");//温度
			disp1[0]=dht11_dat[2]/10+0x30;
			disp1[1]=dht11_dat[2]%10+0x30;
			write_string(1,8,disp1);
			disp1[0]=down[2]/10+0x30;
			disp1[1]=down[2]%10+0x30;
			write_string(2,0,"L:");
			write_string(2,2,disp1);
			disp1[0]=up[2]/10+0x30;
			disp1[1]=up[2]%10+0x30;
			write_string(2,8,"L:");
			write_string(2,10,disp1);
		}
		if(mode==3)
		{
			write_string(1,0,"humi: ");//湿度
			disp2[0]=dht11_dat[0]/10+0x30;
			disp2[1]=dht11_dat[0]%10+0x30;
			write_string(1,8,disp2);
			disp2[0]=down[3]/10+0x30;
			disp2[1]=down[3]%10+0x30;
			write_string(2,0,"L:");
			write_string(2,2,disp2);
			disp2[0]=up[3]/10+0x30;
			disp2[1]=up[3]%10+0x30;
			write_string(2,8,"H:");
			write_string(2,10,disp2);
		}
		
	}
	TH0=0X3C;
	TL0=0XB0;
}
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