兰州商学院电子信息工程(最终版)

兰 州 商 学 院本科生毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目： 智能温室控制系统 学 院、 系： 信息工程学院 计算机与电子工程系 专 业 (方 向)： 电子信息工程 年 级、 班： 2008 级1班 学 生 姓 名： 郭小强 指 导 教 师： 李海燕 2011 年 12 月 31 日 / 文档可自由编辑打印一、论文（设计）选题的依据（选题的目的和意义、该选题国内外的研究现状及发展趋势等）近年来，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为了高效农业的一个重要组成部分。现代农业化生产中重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。随着国民经济的迅速增长, 我国的设施农业得到了较大发展，逐步向温室大棚方向迈进，温室大棚的普及不但提高了蔬菜等植物的种植产量和质量，而且温室大棚种植技术已突破了传统的农作物种植受地域自然环境等诸多因素的限制，对农业生产有重大意义。植物的生长都是在温室一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。温度和湿度对植物生长的影响是综合的，它们既可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程；也可以通过影响有机物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长，还可以直接影响土温、气温，通过影响水肥的吸收和输导来影响植物的生长；环境中昼夜的温度和湿度不稳定变化大，其对植物生长也极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长，提高产量和质量；而精确的监测和更好的实现温湿度控制，是温室控制技术的关键。目前我国温室大棚的温湿度测量和控制手段发展还比较迟缓，纵观国内外，温室环境控制技术最初的操作是由人工来完成，当温室较大时，操作人员的劳动强度很大。随着计算机技术的应用，温室控制系统逐渐向自动化的大门迈进，最先进的当属智能控制系统，它是在自动控制技术和生产时间的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。但是常见的智能控制系统普遍成本较高，且经济效益较差，普及性较慢，研究实用性的温室控制系统和管理模式已成为一个重要的发展趋势，因此在满足系统要求的同时，研究设计经济型的控制方法和智能系统显得尤其迫切。二、论文（设计）的主要研究内容及预期目标 探究系统如何能更简单、更合理的实现对温度和湿度环境因子的检测，并且能够通过控制器更经济、更好的对温度和湿度实现控制。1、系统功能(1)根据传感器实现对温室温度、湿度参数的实时采集并且显示。(2)显示报警功能：可以根据种植者预设的温度、湿度参数及时报警。(3)存储一定的温室环境参数值，即种植者可以存储植物不同生长阶段的环境控制参数，以满足智能检测控制功能。(4)根据设定环境参数自动调节温室的温度和湿度。2、系统组成本系统以89C52可编程控制器为主要控制器件，外部由DHT11传感器、电源、键盘、12864液晶、报警器、以及温度和湿度控制器组成。外部驱动电路简单，实现成本低，易于程序控制。3、DHT11传感器DHT11传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，集成信号放大调理与A/D转换。具有超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。体积、功耗低，减少外部电路的冗余性，测量温度可以精确到±2，测量范围为050；测量湿度最大精确度达到±5RH，测量范围为2090RH，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则。4、外部驱动控制器本系统采用继电器和ULN2003来驱动加热器、风扇和加湿器。由于单片机直接启动外部功率器件电流太小，所以采用ULN2003续流，内部集成了消磁线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。ULN2003的输入端给高电平，经过内部反相器之后在连接到继电器的控制脚拉通继电器，此时连接在继电器上的控制器就开始工作了。三、论文（设计）的主要研究方案（拟采用的研究方法、准备工作情况及主要措施）本系统功能由硬件和软件两大部分协调完成，硬件部分以89C52单片机为核心主要完成各种传感器信号的采集、转换、各种信息的显示以及电源转换、控制功能的实现等；软件部分主要完成对数据信号的分析、处理及合理输出等。图一 系统原理框图系统原理如图一所示，由系统电源供电，通过DHT11分别实时采集当前温室环境的温度和湿度数据，然后通过数液晶显示出来；用户可以通过键盘预设温室当前环境所需的温度和湿度参数，当温度和湿度低于或者高于预设的参数时，会轻微报警，于此同时温度、湿度控制器进入工作状态调整温室环境，如果控制不当会长时间报警提醒用户及时处理。四、论文（设计）研究工作进展安排2011.12.1至2011.12.31 搜集资料，确定方案和技术关键，完成开题报告；2012.1.1至2012.3.1 完成硬件设计和软件编程，设计合理机构化、模块化， 并做出软件仿真模块；2012.3.1至2012.6.1 完成实物的制作，撰写毕业论文，并提交；2012.6.1至2012.6.20 细化论文，准备答辩。五、主要参考文献1 黄丹枫.关于温室工程发展的思考J.上海交通大学学报，1998，1：2-32 汪炳良.南方大棚蔬菜生产技术大全M.第1版.北京：中国农业出版社，20003 何鹏.温室环境控制技术发展与应用J .传感器世界，2002，2：30-334 刘君华.智能传感器系统M .第2版.西安：西安电子科技大学出版社，19995 郭天祥.新概念51单片机C语言教程M .第1版.北京：电子工业出版社，2009六、指导老师意见指导老师（签名）年 月 日七、二级学院论文（设计）领导小组意见二级学院（盖章）年 月 日