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基于arduino的远程简易温室大棚功能的设计与实现(附件)【字数:6141】

2024-11-03 13:37编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要随着科技的不断发展,对各行各业也都起到很深刻的影响。农产品一直都是劳累,效率低,受自然影响因素影响大等的代名词。所以,开发出一种能够实时,准确地汇报所需信息,利用科技对农业人进行辅助,就显得很重要了。本设计共有三个部分,通过MCU控制芯片将各模块采集到的数据通过蓝牙通信发送数据给手机端APP。本课题是基于Arduino并使用HC-05蓝牙进行无线传输技术,一种检测土壤湿度的简易温室大棚功能的设计。其功能土壤湿度传感器所检测的数值发送给单片机,再由HC-05蓝牙模块将采集到的数据发送给OLED显示屏和手机app端进行数据比较。其中手机端app则采用MIT app inventor作为软件设计环境。
目录
一、 引言 1
(一) 智能温室大棚的发展背景 1
(二) 智能温室大棚的国内外发展现状 1
(三) 主要研究内容 1
二、 总设计方案 3
(一) 智能温室大棚功能与硬件组成设计 3
(二) Arduino UNO开发板的选择 3
(三) OLED显示屏的选择 4
(四) 土壤湿度传感器的选择 4
(五) HC05蓝牙模块的选择 5
三、 系统硬件设计 6
(一) Arduino UNO开发板 6
(二) OLED显示屏 6
(三) HC05蓝牙模块的设计 7
(四) 土壤温湿度传感器的设计 8
四、 系统软件设计 9
(一) 智能温室大棚的主流程设计 9
(二) 参数显示子程序流程设计 9
(三) 土壤温湿度采集程序设计 10
(四) 蓝牙与手机app连接子程序设计 11
五、 安装与调试 13
(一) 主控芯片 13
(二) 蓝牙模块 13
(三) 土壤温湿度模块 15
(四) OLED显示屏 15
(五) 总体组装 16
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072

附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
附录五 APP设计程序 24
引言
智能温室大棚的发展背景
农业一直都是我国中流砥柱型产业,我国还是世界第一的农业大国,并且农业生产对我国的经济建设与社会发展有着很深的影响。良好的气候和优良的生态环境对与农业来说是非常重要的。我国土地辽阔,但气候和生态环境的条件就没有那么理想了,这些都成为了我国农业发展受阻的因素。
我国虽然作为农业大国有着悠远的农业历史经验和知识,但国内大部分的地区都存在山多地少等情况。所以变随着社会的发展,科技的进步,农业的耕作也悄然的进行这革新。现代客观因素农作物生产人员日益减少,市场需求的不断增大且要求也是越来越苛刻,为了更加方便农业人员工作,也为了顺应时代的发展,智能温室大棚就随之出现,显得如此的自然与关键。
智能温室大棚的国内外发展现状
温室大棚兴起于西方发达国家,并在发明初期研究和储备了大量种植、培养技术,尤其以美国,加拿大等为例,其农业种植方面由于农场主拥有大量土地等资源,所以推动了无人生产化的技术。随着无人化管理的普及,计算机科学技术也得到了相应的发展,计算机可以通过编程或远程控制,调节大棚内温度、湿度、光照等条件,以达到植物发育的最佳条件,真正实现一体化管理模式,同时大棚外围还可扩建雨水收集器、太阳能光电板等设备,收集我们日常生活中习以为常的能量,大大降低了大量人力、物力成本。
我国早在一千多年前就开始种植谷物等农作类植物,但由于国情不同,我国农业发展较为缓慢,且和一些发达国家存在较大的差距。直到近三十年,我国才陆续开始研究和使用温室大棚,人民才逐渐发现温室大棚的利弊,随着近十年计算机技术的飞速发展,智能大棚也也在日渐趋于完善,但因为无法进行远程控制等原因,每年依旧浪费大量人力资源
综上所述,我国近些年科技发展迅速,但智能大棚等农业类技术因为种种原因没有被广泛推广,但随着不断大棚技术不断改进,我相信会填补上我国在该方面的短板,甚至赶超西方国家在这方面技术的封锁和限制。我国人口基数庞大,所以在农业方面还有很大的潜力有待我们去发掘。
主要研究内容
该部分将会确立各项的设计和实现的内容,为了保证实现每一项功能及其性能,我选择了德国设计生产的Arduino UNO来作为控制数据首发、逻辑运算的处理器,通过对OLED显示屏,土壤湿度检测模块,蓝牙芯片等模块的操作,来实现简易智能温室大棚的各项功能,为了设计过程的顺利进行,在此制订了以下的各项设计内容:
1、实现土壤湿度检测的数据正常采集;
2、能够将Arduino系统和传感器采集到的数据显示给用户,来达到实现显示课题预期的指标;
3、配置蓝牙模块,使MCU转换出的数据通过蓝牙串行发送至接收设备,并且实现与手机端app的连接及使用;
总设计方案
智能温室大棚功能与硬件组成设计
本课题使用模块设计法,将系统整体划分为四个基础模块,每个模块都有相应的功能指标。如下图中系统框图所示,UNO主控板负责数据收发等功能,并对其他各个功能电路进行相应设计。

图1 智能温室大棚硬件框图
Arduino UNO开发板的选择
为了实现对预期功能指标的成功操控,以及方便实验的顺利进行,采用了来自意大利的Arduino开发板。UNO开发板具有以下特点:
控制芯片内部集成了一个8位Bit的处理器,拥有最大32KB存储容量,最高支持16MHz工作频率。

原文链接:http://www.jxszl.com/jsj/wlw/607511.html