项目编号：mcuclub-202
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总字数：10000+
稻田环境信息检测系统设计
摘要
本设计稻田环境信息检测系统的设计与实现是以稻田为研究对象，以 STC89C52微控制器为核心运算模块，采用土壤湿度传感器检测土壤的湿度，通过对稻田土壤温湿度的控制，使得稻苗在适宜的温度更好的成长起来，增加农民稻田的收益。通过检测稻田土壤的温湿度。当稻田土壤温度低于设定值的时候进行加温；当稻田土壤温度高于设定值的时候进行降温；当稻田土壤湿度低于设定值的时候进行加湿；当稻田土壤湿度高于设定值的时候进行除湿。该设计通过控制稻田土壤温湿度，可以使得稻子更好的成长。
关键词：单片机；稻田土壤温湿度检测；显示屏；自动控制
Abstract
The paddy environmental information detection system is designed based on the design and implementation of paddy fields as the research object, with STC89C52 microcontroller as the core operation module, using the soil moisture, soil humidity sensor based on paddy soil temperature and humidity control, makes the rice seedlings in the appropriate temperature better grow up, increase the income of the farmers paddy fields. By measuring the temperature and humidity of the paddy soil. When the paddy soil temperature is lower than the set value, heating is carried out; When the soil temperature of paddy field is higher than the set value, it is cooled down; When the paddy soil moisture is lower than the set value of humidification; Dehumidify when the soil moisture in the paddy field is above the set value. The design can make rice grow better by controlling soil temperature and humidity.
Key words: single chip microcomputer; Rice field soil temperature and humidity detection; Display screen; The automatic control
目 录
第一章 绪论
1.2 发展现状
第二章 系统设计方案
第三章 系统设计与分析
第四章 系统程序设计
第五章 仿真测试
第六章 实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1.1 研究目的与意义
随着传统农业向农业现代化的转变，农业必须控制成本，一方面需保证质量和产量，另一方面必须要有效利用资源，还必须考虑农业和畜牧业的可持续发展。农业现代化是基于精细农业理念[1]。在1980年代，英国明确提出了精细农业和畜牧业的想法。提出农牧业可以在保护生态环境，控制成本的前提下，实时监测田间自然环境的多种信息内容，进行科学论证和预测分析，根据田间自然环境信息内容的变化，确定最佳的战略决策，并协助农民进行科学研究和种植。因此，本文设计了稻田自然环境信息含量检测系统。
该领域是无法改善的生态资源。基本上，在相对有限的田间资源中，如何依靠优秀的高科技手段来提高田间的生产力、经济效益和生态效益，一直是我国必须解决的主要研究课题。信息技术与农业技术的结合为解决上述问题提供了一种途径。农业物联网作为一种新型的农牧业信息技术，可以实时监测田间自然环境信息内容的变化，为充分、全面利用农业信息资源和有效利用农业信息资源提供依据，合理配置农牧资源。水稻是我国的主要农作物之一[2]。它的总播种面积和产量居世界第一。它对中国的谷物结构具有至关重要的影响。立即和准确地收集稻田自然环境信息对于改善稻田很重要。它的产量和经济效益都起着特别重要的作用。
1.2 发展现状
从国外现代农业发展的角度来看，其农牧业标准具有较高的技术含量，较高的资金投入，较高的产出率，较高的经济效益，快速的发展趋势率以及较大的大棚面积。以英国，日本等国家为例，机械设备标准化水平等一系列对策都处于较高水平，居世界领先水平[3]。他们使用各种自动控制，包括机械自动种植技术、智能机器人种植、自动洒水灌溉工程、自动控制系统的开发和设计、控制器设计和人工智能技术操作的引入以及合理地提高农业智能和畜牧业具有系统和专业的管理能力[4]。例如，PS Sneha设计了基于嵌入式和物联网技术，对虾和稻田的全自动监控，以合理地检测和合理地操纵与稻田和对虾相关的各种环境监测系统。明确提出的系统软件已完成，它是一个嵌入式操作系统，它依赖于传感器和电动执行器来监视操纵。最关键的是环境监视系统。在农业行业中放置了一组不同类型的传感器，每个传感器都连接到构建在单片机上的控制板上。控制面板将监视传感器值，并将此实时值共享到室内的显示屏中以进行实时指示。实时传感器值可以将标记的值传输到核心板子上面，然后核心板将根据不同的报警值类别（即根据阈值）自动打开和关闭执行器。不同的环境监测系统，根据应用传感器的实时温度和环境湿度值[5]。如果观察到环境监控系统中的所有异常情况，则室内将生成警报，通知农民。在稻田中安装此类系统软件无疑将帮助农民在更严格的自然环境标准下提高产量。收集和分析温度、环境湿度和日光等数据和信息，并开发合理的数据处理方法，以逐步提高农业和畜牧业的生产和制造水平。
从中国现代农业发展的角度来看，与西方资本主义国家相比，我国农牧业自动化技术水平的发展趋势仍然存在许多不足。在我国，除一些大城市和郊区外，农牧业设备通常适应时间和当地情况，防御措施低，抗洪工作能力差，使用性能差，自动化技术，智能系统和机械自动化的生产和制造仍然空白，工作效率低，自然工作环境差，生产水平低，产品质量无法达到销售市场。为了更好地处理农民减少浇水投资，节省浇水时间，提高工作效率，达到全自动浇水和长期无人浇水的目标，蔡其伦设计了一种全自动实时监控系统软件（广东农业科学，2015）[6]。该系统软件可以根据按钮或短信完成浇水的打开和停止，并且还可以自动工作而无需手动控制。手机通过和GSM互联网发送信息，完成远程操作。激活自动灌溉模式后，如果没有合理的终止命令，系统软件将根据液位继电器预留的水位线确定工作时间。也可以根据应用程序短信停止浇水。另外，系统软件可以自动回复短信，并推送在很长一段时间内没有适当注入浇水的短信提醒。系统软件可以完成多种操作功能，操作稳定可靠[7]。根据高新技术的引进，建立基础的，优良的智能系统运行管理是我国农牧业已实现的总体目标，但仍有许多领域需要努力。我国农业和畜牧业的自动化生产管理系统已经基本步入正轨。
根据对世界各国的调查分析，为了更好地提高稻田的生产力，经济效益和生态效益，本文设计了一个稻田自然环境信息含量检测项目，主要用于根据zigbee遥控器测试气体温度和湿度，土壤水分含量以及光照度[8]。当测试数据信息超过预设值时，无源蜂鸣器将发出警报，提示农民采取某些有效措施。