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基于arduino的植物生长远程监控系统的设计与实现【字数:9484】

2024-01-16 15:43编辑: www.jxszl.com景先生毕设
日期国家政策推动了我国电子信息技术的发展,环境数据电子监测技术已取得进步的同时向着更高要求出发,为此就推动着对植物生长环境的智能化监控技术的深入研究。目前大多数的植物生长环境监控系统存在所能监控的环境数据单一、数据传输还局限于传统的有线传输、成本高等问题。而本课题所设计的植物生长远程监控系统能够采集多种环境数据,使用蓝牙通信作为无线传输媒介,使环境数据能在远程的安卓APP上显示,且所使用的电路元器件具有成本低的特点。本课题使用以ATmega328芯片为核心的Arduino Uno开发平台,由DHT11温湿度传感器、GY-30光照传感器和FC-28土壤湿度传感器作为数据采集模块,借助HC-06蓝牙模块作为数据传输模块,设计并制作了一款植物生长远程监控系统,实现了安卓端应用程序远程显示植物生长环境的温度、空气湿度、光照度和土壤湿度数据。
目录
摘要 I
一、植物生长远程监控系统的硬件电路模块的选择与介绍 3
(一)植物生长远程监控系统的硬件电路模块的选择 3
1.开发平台的选择 3
2.温湿度传感器的选择 3
3.光照传感器的选择 3
4.土壤湿度传感器的选择 3
5.蓝牙模块的选择 4
6.电池的选择 4
(二)植物生长远程监控系统的硬件电路模块的介绍 5
1.Arduino Uno开发平台的介绍 5
2.DHT11温湿度传感器模块的介绍 6
3.GY30光照传感器模块的介绍 6
4.FC28土壤湿度传感器模块的介绍 7
5.HC06蓝牙通讯模块的介绍 7
二、植物生长远程监控系统的硬件电路设计 9
(一)Arduino Uno开发平台的硬件电路设计 10
(二)DHT11温湿度传感器模块的硬件电路设计 10
(三)GY30光照传感器模块的硬件电路设计 10
(四)FC28土壤湿度传感器模块的硬件电路设计 11
(五)HC06蓝牙通讯模块的硬件电路设计 11
(六)9V碱性电池电源模块的硬件电路设计 12
三、植物生长远程监控系统的软件程序设 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072
计流程 13
(一)程序设计流程的介绍 13
(二)DHT11温湿度传感器的程序设计流程 13
(三)GY30光照传感器的程序设计流程 13
(四)FC28土壤湿度传感器的程序设计流程 14
(五)HC06蓝牙模块的程序设计流程 15
四、植物生长远程监控系统的安卓APP设计 16
(一)App Inventor的介绍 16
(二)安卓APP的组件设计界面 16
(三)安卓APP的逻辑设计界面 16
五、植物生长远程监控系统的安装与测试 18
(一)植物生长远程监控系统的组装 18
(二)植物生长远程监控系统的测试 18
1.DHT11温湿度传感器的测试 18
2.GY30光照传感器的测试 19
3.FC28土壤湿度传感器的测试 19
4.传感器综合数据的测试 20
5.HC06蓝牙模块及安卓APP的测试 21
总结与展望 22
致谢 23
参考文献 24
附录一:完整的硬件电路原理图 25
附录二:完整的软件程序代码 26
附录三:完整的安卓APP设计 29
引言
在人们的现代生活之中,温度值、空气湿度值、光照值、土壤湿度值与人们的生存、生产、生活都有着密不可分的联系,除此之外还是现代化农业生产、植物种植中的主要的环境条件。无论是粮食生产、蔬菜温棚还是花卉种植等都对以上环境数据有着严格的要求。伴随着人们的生活水平提高、加速的现代化进程以及科学技术的发展,过去的植物生长环境监测系统因其监测效率低下,环境数据传输速率较慢,设施的实施成本较高,对劳动强度的需求大,己经无法继续满足今天人们生活的需要。
若将电子信息技术、数据无线传输技术、开源软件技术引入到粮食生产、蔬菜和花卉的种植过程中,将大大提高人们的生产效率,电子信息技术将准确地检测植物生长所处的环境数据,实现更科学地种植;数据无线传输技术与开源软件技术的互补方便了人们远程监测植物的生长环境。这样做可以极大地减少劳动强度,因而会带来经济效益的提高,增进人们对植物生长的了解。
开始于上世纪60年代中期,各发达国家的植物生长的环境监测技术就在科技进步下迅速发展。时至今日,欧洲的发达国家荷兰、环太平洋的发达国家美国、日本、澳大利亚等国家的农业技术已经达到了标准化,是农业技术日趋完善的国家,其温室种植做到了精确监测植物生长的环境数据,这也使得它们的农业生产效率和经济收益远远领先于其他国家。
2018年6月,河北大学的庞子杰发表了一篇《基于嵌入式智能温室环境监控系统设计》论文,其作者基于STM32微控制器芯片和多个STC12微控制器芯片设计了一项温室大棚系统。其中STC12微控制器主要负责采集环境数据、控制水泵开关和调光开关,而STM32主控芯片主要负责的是收集多个分布于各出的STC12微控制器芯片的数据,并连接PC上位机将环境数据保存到MySql数据库,便于管理人员准确分析植物的生长环境。
2018年10月,长春师范大学的陈超越等人发表了一篇《基于Arduino的养殖场环境监控系统设计》论文,其作者基于Arduino控制器开发平台,借助物联网平台,设计了一款监测养殖场环境的系统。该系统用于手机目标养殖场内的环境数据,借助WIFI通信模块,通过无线数据传输将搜集到的数据上传到物联网平台,使用户能使用电脑和手机等移动终端接入互联网查看该养殖场内的环境数据。
实现蔬菜、花卉温室大棚,家庭盆栽等的环境信息准确采集、远程数据传输和实时监控以实现提高植物的生长效率、改善植物生长环境、提高种植工作效率、减轻劳动负担,对实现高效种植、环保节约的可持续发展道路具有重要的研究意义。

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