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基于太阳能发电的温室大棚参数检测装置的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:57:21
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基于太阳能发电的温室大棚参数检测装置的研究【摘要】:我国是世界农业大国之一,由于人口基数大,人均耕地面积少,所以在农业的发展中依然面临着众多的问题与挑战。落实和发展符合国情的生态农

【摘要】:我国是世界农业大国之一,由于人口基数大,人均耕地面积少,所以在农业的发展中依然面临着众多的问题与挑战。落实和发展符合国情的生态农业是促进我国农业良好发展的必经之路。本论文立足国情,充分考虑到我国不同类型温室大棚经营者的经济和技术水平,研制开发出一种实用性强、市场前景好、价格较低廉、采用太阳能供电方式的温室智能检测装置。 本装置采用转换效率较高的晶体硅太阳能电池板进行能源转化,所转化的电能储存在寿命较长、无记忆性的锂电池中,并为整个温室环境检测装置提供电能。装置主要针对温室大棚环境中的温度、湿度、光照以及土壤的湿度这些对蔬菜的生长起着重要作用的环境参数进行实时测量,并将采集的数据进行存储和显示。由于广泛使用的温室大棚均为人工操控调节环境参数,所以本装置没有设计控制接口,而是利用显示和报警装置提醒种植人员及时调整温室环境。装置设置了蓝牙通信端口,可以从移动电脑(或智能手机)中下载某一蔬菜的种植过程参数的控制数据库。装置采用一体化设计,与外界无任何导线连接,下部采用锥形探测杆设计,可在土壤中任意拔插。电路核心部分采用具有高速,低功耗的STC12C5A60S2单片机,传感器选择成本较低、有一定集成度、应用比较广泛的产品。蓝牙模块选择已配置好外围硬件电路和基本底层协议的IC蓝牙模块。 本装置设计的初衷就是经济实用、进一步提高种植作业的精度和效率。该装置能够以较低的成本在我国农村大部分温室环境条件下良好地运行。经过实验,传感器精度基本达到了预期目标,通过试用可以实现对温室环境中的各项参数数据进行实时、精确的检测,采集和发送。 【关键词】:农业温室 太阳能供电 单片机 检测系统 无线通讯
【学位授予单位】:河北农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:S625;TM914.4
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 1 绪论8-11
  • 1.1 课题的提出及意义8
  • 1.2 国内外研究现状8-10
  • 1.2.1 国外温室检测装置研究现状8-9
  • 1.2.2 我国温室检测装置研究现状9-10
  • 1.2.3 存在的问题10
  • 1.3 课题的主要内容及研究意义10-11
  • 1.3.1 主要研究内容10
  • 1.3.2 本论文研究的意义10-11
  • 2 总体设计方案11-16
  • 2.1 主要功能设计11
  • 2.2 装置设计原则11
  • 2.3 主要组成部分11-16
  • 2.3.1 装置主控部分设计12-13
  • 2.3.2 装置外观设计13-16
  • 3 太阳能供电部分设计16-22
  • 3.1 太阳能供电的特点16
  • 3.2 太阳能供电的基本组成部分及供电配置设计计算16-21
  • 3.2.1 太阳能供电设计考虑因素17
  • 3.2.3 光电转化电池的选择17-18
  • 3.2.4 储能电池的选择18
  • 3.2.5 锂电池供电设计方案18-19
  • 3.2.6 太阳能电池方阵容量的设计19-20
  • 3.2.7 充放电控制器的选择及考虑因素20
  • 3.2.8 太阳能供电稳压电路20-21
  • 3.3 小结21-22
  • 4 温室环境检测设计22-35
  • 4.1 土壤温度检测模块22-25
  • 4.1.1 DS18B20 硬件部分22-23
  • 4.1.2 DS18B20 供电方式选择23-24
  • 4.1.3 DS18B20 软件设计24-25
  • 4.2 土壤湿度检测模块25-27
  • 4.2.1 Arduino Moisture Sensor 硬件部分25-26
  • 4.2.2 Arduino Moisture Sensor 软件部分26-27
  • 4.3 环境温湿度模块27-31
  • 4.3.1 DHT11 硬件设计27-29
  • 4.3.2 DHT11 软件部分设计29-31
  • 4.4 光照强度模块31-33
  • 4.4.1 BH1600FVC 简介31
  • 4.4.2 BH1600FVC 硬件连接电路图31-32
  • 4.4.3 BH1600FVC 软件部分设计32-33
  • 4.5 液晶显示模块33-34
  • 4.6 小结34-35
  • 5 蓝牙数据传输35-45
  • 5.1 蓝牙通讯模块选型及电路设计35-37
  • 5.1.1 蓝牙模块选型35-36
  • 5.1.2 蓝牙通讯模块外围电路设计36-37
  • 5.2 蓝牙传输节点软件设计37-39
  • 5.3 单片机与蓝牙模块的数据传输39-44
  • 5.4 小结44-45
  • 6 装置应用效果与分析45-49
  • 7 结论与展望49-51
  • 7.1 完成的工作及创新点49
  • 7.1.1 完成的工作49
  • 7.1.2 主要创新点49
  • 7.2 展望49-51
  • 参考文献51-53
  • 在读期间发表的学术论文53-54
  • 作者简历54-55
  • 致谢55-56


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