摘要
智能農(nóng)業(yè)產(chǎn)品通過實時采集溫室內(nèi)溫度、土壤溫度、濕度信號以及光照、葉面濕度、露點溫度等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為設(shè)施農(nóng)業(yè)綜合生態(tài)信息自動監(jiān)測、對環(huán)境進行自動控制和智能化管理提供科學(xué)依據(jù)。通過模塊采集溫度傳感器等信號，經(jīng)由無線信號收發(fā)模塊傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對大棚溫濕度的遠程控制。智能農(nóng)業(yè)還包括智能糧庫系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過將糧庫內(nèi)溫濕度變化的感知與計算機或手機的連接進行實時觀察，記錄現(xiàn)場情況以保證量糧庫的溫濕度平衡。
目錄
1系統(tǒng)硬件設(shè)計
11硬件電路設(shè)計總框圖
1251單片機4
131286液晶屏4
14 ESP82664
15pcf8591芯片4
2視頻監(jiān)控以及太陽能跟蹤設(shè)計5
21無線WFi路由模塊5
22攝像頭模塊5
23太陽能追蹤5
24基礎(chǔ)組件6
3軟件設(shè)計6
31軟件設(shè)計6
1.硬件設(shè)計 1.1光強傳感器 光傳感器是一種傳感裝置，主要由光敏元件組成，主要分為環(huán)境光傳感器、紅外光傳感器、太陽光傳感器、紫外光傳感器四類，主要應(yīng)用在改變車身電子應(yīng)用和智能照明系統(tǒng)等領(lǐng)域。現(xiàn)代電測技術(shù)日趨成熟，由于具有精度高、便于微機相連實現(xiàn)自動實時處理等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電氣量和非電氣量的測量中。然而電測法容易受到干擾，在交流測量時，頻率響應(yīng)不夠?qū)捈皩δ蛪骸⒔^緣方面有一定要求，在激光技術(shù)迅速發(fā)展的今天，已經(jīng)能夠解決上述的問題。 1.2溫濕度傳感器 溫濕度傳感器只是傳感器其中的一種而已，只是把空氣中的溫濕度通過一定檢測裝置，測量到溫濕度后，按一定的規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出，用以滿足用戶需求。由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫濕度一體的傳感器就會相應(yīng)產(chǎn)生。 溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉(zhuǎn)換成容易被測量處理的電信號的設(shè)備或裝置。 市場上的溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對濕度量。 1.3阿里云平臺 飛天（Apsara）誕生于2009年2月，是由阿里云自主研發(fā)、服務(wù)全球的超大規(guī)模通用計算操作系統(tǒng)，目前為全球200多個國家和地區(qū)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)、政府、機構(gòu)等提供服務(wù)。飛天希望解決人類計算的規(guī)模、效率和安全問題。它可以將遍布全球的百萬級服務(wù)器連成一臺超級計算機，以在線公共服務(wù)的方式為社會提供計算能力。飛天的革命性在于將云計算的三個方向整合起來：提供足夠強大的計算能力，提供通用的計算能力，提供普惠的計算能力，可以利用WiFi模塊連接上阿里云平臺。 1.4ESP8266 ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透傳模塊，可將用戶的物理設(shè)備連接到Wi-Fi 無線網(wǎng)絡(luò)上，進行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能 1.5pcf8591芯片 12C總線是 Philips公司推出的串行總線，整個系統(tǒng)僅靠數(shù)據(jù)線(SDA)和時鐘線(SCL)實現(xiàn)完善的全雙工數(shù)據(jù)傳輸，即CPU與各個外圍器件僅靠這兩條線實現(xiàn)信息交換。12C總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行總線系統(tǒng)相比具有結(jié)構(gòu)簡單、可維護性好、易實現(xiàn)系統(tǒng)擴展、易實現(xiàn)模塊化標準化設(shè)計、可靠性高等優(yōu)點。在一個完整的單片機系統(tǒng)中，AD轉(zhuǎn)換芯片往往是必不可少的。PCF8591是一種具有|2C總線接囗的AD轉(zhuǎn)換芯片。在與CPU的信息傳輸過程中僅靠時鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA就可以實現(xiàn)。 2.視頻監(jiān)控以及太陽能跟蹤設(shè)計 2.1無線WFi路由模塊 無線WiFi路由模塊采用的是DB120路由器，此路由器需要刷機升級成Openwrt系統(tǒng)。在同一網(wǎng)段內(nèi)通過瀏覽器登錄192.168.1.1，選擇"0829 openwrt-rc6-RG100ADB120- squashfs-cfe。bin"版本的固件進行燒錄。固化后，該路由模塊可作為轉(zhuǎn)發(fā)站，實現(xiàn)USB攝像頭的加載及與單片機的串行通信。 2.2攝像頭模塊 本項目選用 openwrt攝像頭 Wooya30W像素免驅(qū)高清MT7688USB攝像頭模塊，通過路由器的ip地址傳輸就能快速實現(xiàn)攝像頭的掛載。掛載成功后，可通過路由器的wFi轉(zhuǎn)發(fā)攝像頭的動態(tài)視頻至手機或者電腦控制端。 2.3太陽能追蹤 自動跟蹤裝置由單片機、方位角跟蹤機構(gòu)、和自動控制裝置組成。單片機作為太陽能跟蹤裝置的判斷機構(gòu)；方位角跟蹤機構(gòu)由4個光敏電阻組成作為太陽角度的采集機構(gòu)；執(zhí)行器包括電機和傳動齒條。控制單元由單片機和電機驅(qū)動組成，并與照度傳感器、方位角和驅(qū)動電機連接。改變以往太陽能板固定不變，通過實時追蹤太陽提高發(fā)電效率。 2.4基礎(chǔ)組件 1個雙軸太陽控制板+1個電機驅(qū)動板+2個減速電機+1電機外殼+2塊小太陽能板5V0.5W 3.軟件設(shè)計 3.1軟件設(shè)計 本系統(tǒng)運用阿里云平臺，阿里云是全球領(lǐng)先的云計算及人工智能科技公司，致力于以在線公共服務(wù)的方式，提供安全、可靠的計算和數(shù)據(jù)處理能力，讓計算和人工智能成為普惠科技。 在項目中，用戶通過阿里云平臺開放源為用戶提供基礎(chǔ)代碼，團隊通過系統(tǒng)要求，編寫了環(huán)境數(shù)據(jù)實時記錄，環(huán)境預(yù)測以及微信通知功能。 用戶監(jiān)控端通過WiFi路由器進行數(shù)據(jù)傳輸，因此開發(fā)人員在軟件設(shè)計與實現(xiàn)過程中需要對監(jiān)控視頻動態(tài)顯示，控制界面GUI設(shè)計及網(wǎng)絡(luò)編程（Socket）。 項目研發(fā)過程中，太陽能跟蹤系統(tǒng)及傳感器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集選用Keic51開發(fā)環(huán)境進行軟件編程，控制選用編程簡單靈活、可移植性強的QT開發(fā)環(huán)境，進行 Wind ows控制端的GUI設(shè)計、 Socket編程及視頻動態(tài)顯示。此外，還選用了單片機多功能調(diào)試助手軟件、 TCPUDP- Debug軟件進行單片機的通信測試。
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