数字化温室大棚管理系统

一、前言 

我国作为一个农业大国，农业产量在我国经济结构中占有一定分量。随着科学技术的不断发展，人们生活品质的提高，我国农业科技化也变得尤为重要。温室大棚能够让农作物在适宜的环境下生长，使农作物脱离了自然环境的限制，满足了人们对各季农作物的需求。传统的人工测量方法，无法准确实时测量影响农作物生长的温度、土壤湿度、空气湿度，二氧化碳浓度、光照度的数据，劳动强度大且效率低。数字化温室大棚管理系统基于单片机技术结合数字技术、无线通信技术能够准确测得数据，及时调节环境，减少人工管理带来的损失。

二、工作原理 

1. 硬件技术 

a. 系统控制核心采用ATMEL公司生产的AT89C51，主要模块有：测量模块，人机交互模块，Wi-Fi模块。系统结构示意图如图1所示： 

b. 针对温室大棚内几种重要的环境因子测量，选用不同的传感器获得准确的数据。 

c. 传感器选择如下： 

环境温度实时测量：DS18B20温度传感器 

空气湿度定时测量：DHT11 

土壤湿度定时测量：土壤湿度传感器模块 

二氧化碳浓度定时测量：二氧化碳传感器浓度模块 

光照度定时测量：BH1750FVI 

为了实现各个设备之间的无线连接，选用2.4GHz的WIFI模块来进行无线数据传输。 

2. 相关设备的控制 

各种对温室大棚内环境因子具有调节作用的被控制设备的控制采用弱电控制强电的方法来进行控制。 

3. 软件技术 

系统实践前进行功能模拟测试。采用Proteus进行单片机和电路仿真，程序文件采用Keil C51编写，将程序文件导入虚拟单片机中进行系统的仿真与调试。 

三、数字化温室大棚管理系统的优势 

1. 数字化温室大棚管理系统的所有设备之间采用无线连接，安装和拆除方便，无需对温室大棚结构做特殊改动，减少安装成本。 

2. 采用多点检测，统一管理，覆盖范围广，减少因个别区域出现异常而导致的误操作。 

3. 提供友好的人机交互界面，可根据不同作物设置不同的温湿度范围，提高了系统的适应能力。