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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于手機(jī)平臺的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)測控系統(tǒng)--GSM模塊和微控制器的溫室測控系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 我們研究制作的這款基于手機(jī)平臺的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)測控系統(tǒng)，通過現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對溫室的現(xiàn)場遠(yuǎn)程控制。 本系統(tǒng)具有人機(jī)交互界面，可以本地操作和遠(yuǎn)程手機(jī)操作。利用溫濕度、光照、和CO傳感器進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)采集并顯示在LCD上還能把數(shù)據(jù)通過GSM發(fā)送到手機(jī)上，當(dāng)單片機(jī)檢測到有任何一個參數(shù)越限時單片機(jī)就會通過控制固態(tài)繼電器打開相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償。在出現(xiàn)故障時及時報警。
- 詳細(xì)介紹：
- 我們研究制作的這款基于手機(jī)平臺的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)測控系統(tǒng)，通過現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程控制。 1.本系統(tǒng)提供了兩種操作方式，即本地操作和遠(yuǎn)程操作。人機(jī)界面主要完成本系統(tǒng)的本地操作，由一個簡易鍵盤和LCD顯示器構(gòu)成。GSM通訊模塊主要負(fù)責(zé)本系統(tǒng)和遠(yuǎn)程通訊設(shè)備之間的通訊，遠(yuǎn)程控制的指令通過GSM模塊傳給微控制器而系統(tǒng)采集的實(shí)時信息和報警信號也通過GSM模塊傳送給遠(yuǎn)程的通訊設(shè)備。 2.超限報警模塊用于設(shè)備出現(xiàn)故障或環(huán)境狀態(tài)超過設(shè)定限制時進(jìn)行報警，方式為聲光報警以及通過GSM短信報警。 3.軟件設(shè)計 3.1 總體流程 本系統(tǒng)利用溫濕度、光照、和CO傳感器進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)采集，當(dāng)單片機(jī)檢測到溫濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度有任何一個參數(shù)越限時單片機(jī)就會通過控制固態(tài)繼電器打開相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)償。并隨時響應(yīng)新的本地或者遠(yuǎn)程操作指令，在出現(xiàn)故障時及時報警。 3.2數(shù)據(jù)的存儲 每一天系統(tǒng)都會把采集的特定的時間點(diǎn)的環(huán)境參量值存儲在我們系統(tǒng)的外部存儲器中。同時這些特定時間點(diǎn)的環(huán)境參量值也會通過GSM模塊發(fā)送到用戶的手機(jī)。用戶可以對每天的短信息進(jìn)行保存，以供參考和研究，更好的控制自己溫室中植物的生長。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)由五大模塊組成： 1、傳感器數(shù)據(jù)采集模塊，包括溫濕度傳感器，光照傳感器，CO傳感器。數(shù)據(jù)采集模塊把采集到的數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)分析數(shù)據(jù)，并在12864上顯現(xiàn)。 2、DS1302實(shí)時時鐘模塊，為可查看參量數(shù)據(jù)隨時間的變化情況，我們采用了DS1302實(shí)時時鐘芯片來產(chǎn)生時間數(shù)據(jù)，同時將所測實(shí)時參量數(shù)據(jù)保存在24C16中。 3、人機(jī)界面交互模塊，包括4*4矩陣鍵盤，12864液晶顯示器。用戶可以通過鍵盤設(shè)置參數(shù)的上下限。 4、GSM模塊，通過此模塊可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和用戶手機(jī)的通信，用戶可以通過手機(jī)查詢當(dāng)前溫室的狀態(tài)。 5、繼電器控制模塊與補(bǔ)償模塊，此模塊可以接一些設(shè)備，對超出設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。 本系統(tǒng)主要涉及的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)： 1、采用GSM模塊與單片機(jī)通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測與控制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的靈活性，節(jié)省人力。 2、采用基于單總線方式的溫濕度傳感器DHT21，該傳感器將實(shí)時溫度、濕度數(shù)據(jù)經(jīng)過一條數(shù)據(jù)線傳輸給單片機(jī)，12864采用串行通信模式。節(jié)省單片機(jī)的引腳資源。 3、我們采用了DS1302實(shí)時時鐘芯片來產(chǎn)生時間數(shù)據(jù)，提供參量采集的時間點(diǎn)值。 4、12864液晶的操作界面，采用“文字菜單”界面，界面友好直觀，便于用戶操作。 5、TSL2561光照數(shù)字傳感器功耗低、速度快、量程寬、可編程配置靈活，利于實(shí)時進(jìn)行光照數(shù)據(jù)的采集。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，溫室大棚數(shù)量大幅增加，但自動化水平較低。研究一款價格便宜、功能齊全、適用范圍廣的溫室環(huán)境參數(shù)自動控制設(shè)備，是非常必要和必須的。 該系統(tǒng)操作簡單，功能齊全，測量精度高，完成自動化控制，并能通過現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的遠(yuǎn)程監(jiān)控。系統(tǒng)可以通過任何一個手機(jī)以短信的方式監(jiān)管被測控的溫室，從而實(shí)現(xiàn)人工可控，可實(shí)時監(jiān)測溫室的各種狀態(tài)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 利用GSM網(wǎng)絡(luò)作為無線智能監(jiān)控模塊的信息傳輸平臺是一種很有效的方法，其原理簡單，安全性高，又不需要組建專用的網(wǎng)絡(luò)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，加上GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，可實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，與傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)相比有著獨(dú)特的優(yōu)勢。該系統(tǒng)主要適用于北方大部分地區(qū)自動化程度很低的溫室的自動化改造，這種改造投入少，收益高，具有很高的潛在經(jīng)濟(jì)價值。
同類課題研究水平概述
- 目前歐美等發(fā)達(dá)國家的溫室控制技術(shù)己經(jīng)相當(dāng)先進(jìn)，不但能實(shí)現(xiàn)對多因素綜合控制，還可以根據(jù)溫室作物的要求和特點(diǎn)，對溫室內(nèi)光照、溫度、水、氣、肥等諸多環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)控。當(dāng)前世界上現(xiàn)代化溫室最多的國家是荷蘭、美國、日本等國。就以美國為例，面前美國開發(fā)的溫室計算機(jī)控制與管理系統(tǒng)可以根據(jù)溫室作物的特點(diǎn)和要求，對溫室內(nèi)光照、溫度、水、氣、肥等諸多因子進(jìn)行自動調(diào)控，還可利用差溫管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對花卉、果蔬等產(chǎn)品的開花和成熟期的控制，以滿足生產(chǎn)和市場的需要。 相對而言，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)面積已居世界首位，但其總體水平與世界設(shè)施園藝發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距。而且不可否認(rèn)，我國的溫室技術(shù)研究起步較晚，溫室控制技術(shù)的優(yōu)勢并不明顯，總的來說落后于發(fā)達(dá)國家。但是我們一直在努力，我們的科研人員一直朝著這方面在努力著，我們從未放棄過趕上發(fā)達(dá)國家。但不可否認(rèn)在這期間我們也取得了一系列的成績，七十年代末，我國的溫室以日光溫室、塑料大棚為主，這類溫室成本較低、效益較好，盡管設(shè)備相對簡陋、環(huán)境調(diào)控能力差，限制了溫室作物的產(chǎn)量、質(zhì)量以及溫室利用率。而20世紀(jì)80年代以來，我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家高科技溫室生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開始進(jìn)行溫室中溫度、濕度和二氧化碳等單項(xiàng)環(huán)境因子控制技術(shù)的研究。1982年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進(jìn)了FELIXC-512計算機(jī)系統(tǒng)，并建立了全國農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的第一個計算機(jī)應(yīng)用研究機(jī)構(gòu)。隨后，清華大學(xué)首先提出7應(yīng)用單片機(jī)控制人工氣候箱的方法和思路，上海園林工具廠研究了以節(jié)能為目標(biāo)的溫室微機(jī)控制系統(tǒng)。 就目前的情況來看，相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，我國還將引進(jìn)外國的設(shè)備，這在一定的程度上有利于我們的農(nóng)業(yè)，但是長期下去是不行的，畢竟溫室控制系統(tǒng)引進(jìn)費(fèi)用太高，控制水平較低，配套的監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件效率較低、操作不方便，這將嚴(yán)重地削弱我國溫室生產(chǎn)的整體效率，在一定程度上已成為影響我國溫室發(fā)展的瓶頸。我們必須有自己的核心科技，必須有自己的創(chuàng)新，而今在我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導(dǎo)下，開發(fā)低價位、先進(jìn)實(shí)用的現(xiàn)代溫室控制系統(tǒng)及有效的管理系統(tǒng)已經(jīng)成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的重要課題。
