摘 要

温室大棚对于现代的农业生产来说已经是必不可少的，而现在的各种生产都在趋于现代化，在这个追求高质量高效率的时代，智能温室大棚的设计和需求非常紧迫。

本文主要研究了基于STM32单片机的温室大棚智能控制系统，首先是对大棚内的各个参数进行了收集、处理、分析、控制、反馈，还实现了在后端人工界面进行人工控制和显示，同时还能对特殊情况进行报警，采取措施。

研究结果表明：该设计可以将温室大棚内的各个参数进行实时监控和调控，将自动化和现代化应用到了农业大棚中去，可以更精准更及时的发现问题和数据的偏差，也避免了人工操作带来的失误和成本。

本文的特色：为了能够实现在中国使用这种温室大棚智能控制系统，对成本，对性价比也提高了要求，在降低了成本的同时，还采用了电路和软件来提高设计的可靠性。

关键词：STM32；传感器；控制系统

Abstract

The greenhouse is essential for modern agricultural production, and production are now tend to modernization, in the pursuit of high quality and high efficiency of the era, design and demand of intelligent greenhouse is very urgent.

This paper mainly studies the greenhouse intelligent control system based on STM32 MCU, first of all parameters in the greenhouse were collected, processing, analysis, control, feedback, also realizes the manual control and display in the backend interface at the same time, can also carry out alarm for special circumstances, to take measures.

The results show that the design can make every parameter in the greenhouse monitoring and control, will be applied to the automation and modernization of agricultural greenhouses, can be more accurate and more timely find problems and deviation of the data, but also to avoid the errors caused by manual operation and cost.

The characteristics of this paper: in order to realize the greenhouse intelligent control system used in China, on the cost of price increases, cost is reduced and also the circuit and software to improve the reliability of the design.

Key words: STM32; sensor; control system

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景及研究意义 1

1.2 国内外温室控制技术发展概况 1

1.2.1 国外状况 1

1.2.2 国内状况 2

1.3 选题的目的和意义 2

第2章 温室大棚自动控制系统的控制方案设计 3

2.1 控制方案设计 3

2.2 系统硬件结构 3

2.3 温室大棚的硬件组成 4

2.3.1 单片机控制系统和微机系统 5

2.3.2 STM32单片机 5

2.3.3 传感器 6

2.4 硬件结构及其电路设计 8

2.5 温室大棚的数据采集系统 10

2.4.1 系统设计 10

2.6 温室大棚测控系统 11

2.5.1 传感器模块 11

2.5.2 参数收集模块 11

2.5.3 数据分析模块 12

2.5.4 控制执行模块 12

第3章 温室大棚的软件组成 13

3.1 单片机软件设计 13

3.1.1 传感器模块 13

3.1.2 控制模块 14

3.1.3 传输模块 15

3.2 程序模块 15

3.2.1 主程序 15

3.2.2 显示子程序 15

3.2.3 A/D转换测量子程序 15

3.2.4显示数据转换子程序 16

3.3 微机软件设计 16

3.4 系统软件设计 17

3.4.1 软件设计思路 17

3.4.2 控制系统软件结构 17

3.5 误差分析 18

3.6 可靠性设计 18

3.6.1 硬件可靠性设计 19

3.6.2 软件可靠性设计 19

第4章 总结 20

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

中国农业必须走现代化发展道路，伴随着国家经济的增长，农业技术越来越显得重要，也越来越收到重视，尤其温室大棚在高效农业中也变得重要起来。现代农业当中重要的一部分就是对农作物生长环境的参数进行测量和调控。在农作物生长与种植问题中，温室大棚的各个参数与农作物的成长、发育、光合作用具有不可分割的关系，进行大棚参数的监测可以保证农业自动化、科学化的实现，通过分析检测的数据，加上植物自然规律，控制参数，让农作物达到更好的质量、更高的产量、更高的效率为目的^[1]。智能温室大棚在现代化农业中起着至关重要的作用。智能温室大棚中的各个参数，非常重要地影响了农作物的生长。国外的技术虽然已经有一定的成果，但是性价比却很低，并且国内外气候温度都不一样，国外的软件并没有覆盖和适应国内的气候。然而现在大部分的大棚管理都由人工进行，人工管理容易出现很多不可预测的失误，也容易造成不可弥补的损失，在成本方面不好控制，还浪费人力物力，同时花了钱却收不到成果。所以为了促进农业现代化发展，需要将重点放在农业设备和工程建设中去，精准有效地调节温室大棚的各个参数，使大棚内的条件能有效地加快植物的生长，这也是能够让大棚蔬菜质量数量更优的必经之路。最近，温室大棚数量不断变多，数量越高需求自然也越高，在农作物的产率和生长速度上更是能突显出来，对大棚蔬菜的自动化管理也提出了更高要求。^[2]与此同时，单片机等元器件的成本和性价比的降低，很好的满足了农业现代化的步伐和普及。目前的农业温室大棚中大多数没有大型的，为了将大棚变身为智能大棚，基本淘汰人工管理的方式，再加上系统成本的因素，和农村现代化的发展，作为新时代的人们，需要一个合适的温室大棚智能控制系统。该系统不仅使用了单片机，还使用了传感器，还能够实现远程传输，从前端到后端，可以进行人工操控，也可以自动化运作，形成一个智能的控制系统。

1.2 国内外温室控制技术发展概况

1.2.1 国外状况

现在一些发达国家已经将温室大棚发展的很好了，各个参数都可以通过计算机来进行调控，包括了挑选品种、种植的管控，最后还有包装都已经趋于规范化和成熟化。

美国在计算机方面的发展是超前的，自然，将计算机应用到大棚中得技术也是超前的。首先在栽培技术方面美国就有优势，对种植的各个参数控制方面都很优秀。计算机在大棚中的作用主要是对各个参数的控制和智能调节。智能温室大棚可以为使用者提供利益，降低种植成本，提高产量，也减轻了使用者的负担和体力劳，更为使用者提供了更直观的宏观和微观的数据，更加有效和方便。