摘 要本课题设计运用ATMEGA328芯片为主导的ESP8266-UNO单片机。通过空气温湿度传感器模块，检测、处理、传输转速数据，运用Arduino语言把检测到的信息经过处理发送到OneNet云平台，通过单片机与云平台之间的API对接实现对数据的可视化和远程操控。该检测系统的优点在于能够远程监控农作物的生长环境，并且将环境数据发送到云平台。在平台上能对数据进行分析，可以实现远程控制单片机进行洒水。
目录
一、引言 1
（一）智能农业系统的发展背景 1
（二）智能农业系统的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 2
二、方案设计及元器件选择 2
（一）ESP8266UNO各模块的设计及简述 2
（二）ESP8266UNO单片机的简介 3
（三）DHT11温湿度传感器的简介 3
（四）ONENET平台简介 4
（五）LCD1602显示屏简介 5
（六）灌溉模块简介 5
三、系统硬件设计 6
（一）最小系统电路设计 6
1. 晶振电路 6
2. 复位电路 6
（二）LCD1602 显示电路设计 7
（三）数据采集电路设计 8
（四）洒水电路设计 8
四、系统软件设计 9
（一）智能农业系统主程序的流程设计 9
（二）ONENET云平台的流程设计 10
（三）WIFI模块通信流程设计 10
（四）ESP8266UNO数据发送的流程设计 11
（五）ESP8266UNO数据接收的流程设计 11
五、实物制作与安装 12
总结 14
参考文献 15
致谢 16
附录1 原理图 17
附录2 PCB图 18
附录3 元器件图 19
附录4 程序 20
一、引言
（一）智能农业系统的发展背景
智能农业系统是随着网络技术的发展衍生出来的一种高效率的、智能化的、分散式的农业系统 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
。早在上个世纪，欧美一些国家就开始斥巨资来打造农业信息网络。他们政府制定一系列的新型政策来鼓励农民改变传统的农耕模式，例如：全自动的播种机、全自动的收割机等。近十几年来，网络技术得到了飞速的发展。人们开始采用网络来构成万物互联，传统农业当然也得到了技术的创新。所以我们必须要发展农业使得我们农村进入发展新时代。作为一个农业大国小农仍然为我们国家的基本国情，“三农”问题一直是经济发展的薄弱环节，如果我们的农业不进行改革创新，普通农民的地位也就会越来越低，城乡问题就更加不可能得到解决。基于互联网+的时代发展新型的农业生产已经势在必行。智能农业采用云平台和物联网设计，能够实现传统农业达不到的精度。精确到秒的时间控制、精确到几度的温度控制能对农作物进行更好的管理。这是一个属于信息的时代，每时每刻我们都在不断的产生信息。利用信息来促进科技的发展必然会带来传统农业的改革，智能农业应运而生成为推动经济的变革的重要成分。2020年是5G元年，物联网行业由于5G技术的成熟正在蓬勃发展，物联网加云平台的新兴技术适用于现代化农业生产的研究和管理，能够极大的减少人力消耗。农业人员能够使用云平台技术远程监控植物的温湿度和土壤的温湿度，达到精准控制，有效的提高的农作物的产量。
（二）智能农业系统的国内外发展现状
国外的智能农业发展的如火如荼，各种各样的政策极大的促进了国外的智能农业发展。但是他们发展的方向与我们有一些不同，他们主要的政策倾向于研究全自动的机械来解放劳动生产力。利用各种的高科技技术来补偿生产劳动力不足。我们国家虽然说高科技农业产业处于初级的阶段，但是我们的劳动力十分充足，所以我们的研究方向可能更加倾向于怎么提高农作物的产量。近年来，我们国内的云平台产业发展迅速，大大小小的云平台有十几种。例如：阿里云；百度云；腾讯云ONENET;BLINK等。虽然我们的高素质农民还是比较匮乏，科研体系不健全，农业科技和基础设施比较落后。但是智慧农业发展前景还是相当光明的。智慧农业在国外发展也是如火如荼，各种政策和科技创新都有效的提高了农业科技水平。即使是农业资源相当匮乏，人地分配严重不均的国家都在大力的推广农业科技创新。现代化农业发展正在日益完善，人力和物力成本也在逐步降低。农产品产量和产能都在稳步提升。
（三）本文主要研究内容
本课题设计制作出的仪器是运用ATMEGA328芯片为主导的ESP8266UNO控制传输转换的核心。它由硬件系统软件设计和云平台三方面系统组成。在校对课程知识的学习了解，手动操作对电子元件进行相应的组装，对故障的检测知识的学习和摸索，在此设计里通过自己的想法设计智能农业系统。该系统是一套集单片机；云平台；手机APP的完整温湿度监控系统。能够实现对作物的精准控制。
二、方案设计及元器件选择
（一）ESP8266UNO各模块的设计及简述
下列设计框图可以较为简单明了的反映智能农业系统系统的实现方案，数据传输相互模块控制及转换，实现了WIFI模块，传感器模块，继电器模块用作实现对ONENET云平台、ATMEGA328、温湿度传感器、ESP8266WIFI模块以及水泵等电子元器件进行传输驱动。
1、ONENET云平台主要是针对数据的可视化以及数据的下发实现对作物信息的采集；
2、运用ATMEGA328该芯片实现对农业温湿度进行数据采集然后通过EDP协议对采集的数据进行上传，远程ONENET云端服务器通过对数据的采集进行汇总然后以图表的形式呈现给用户。用户再针对采集的数据进行分析和远程控制，发送信息给单片机芯片进行调控；
3、DHT11温湿度传感器模块监控温室大棚中的空气温湿度，再利用继电器模块控制水泵模块可以随时可以对空气温湿度进行调节，以便达到精准控制使农作物始终处于一个优秀的生长环境；
4、运用继电器模块对水泵进行继电控制，温度过高就能控制水泵抽水达到降温保湿的作用；
5、智能农业系统框图设计；
图1智能农业系统框图设计
（二）ESP8266UNO单片机的简介
ESP8266UNO是一款逻辑简单，上手难度适中的；非常适合学生进行项目研究的单片机，它的主体是ATMEGA328芯片，我们能通过ARDUINO编写程序对各个传感器进行数据采集，也能够接受信号对继电器进行控制。我选EPS8266UNO的第一个优点是它价格十分便宜一个集成板只要15元，低廉的价格使我们能够进行大胆的尝试，即使是坏了我们也能够再次购买；第二个优点是它集成了32位Tens处理器，各种数字接口和放大器模块以及电源模块。充足的软件库也使它能够满足我们的编程需求。它的工作电压在3V5V之间，满足了安全的前提下耗电和发热量都在同类型的产品中表现得十分优秀。此外，它的处理器处理速度和存储容量都在同行前列，能够满足我们正常代码的编写和处理。它最重要的优点是它十分小巧。能够安装在各种地方。每个模块根据其功能连接到ESP8266UNO开发板上，配置相对应的ESP8266UNO串行接口，可以为每个模块编写指令、随后配置不同的操作模式或者是读取产品信息。虽然它还有不少缺点，但是这些对于我们学生来说都能够在接受的范围内。所以我选择这款处理器。

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