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基于stm32的温湿度监测系统开题报告.pdf

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stm32的温湿度监测系统开题报告 1.1课题的研究背景 随着科学技术的快速革新和人民生活水平的逐步提高，科学技术在农业生产 中占的比重是越来越大。尤其是随着现代农业革命的逐渐到来，越来越多的信息 技术和人工智能技术的被应用于农业生产中，在避免了有效资源的大量浪费和 减少农业环境污染的同时，对农业生产中的各个环节给予了精确的控制，合理的 利用了各项资源，大幅度提高农产品的产量和质量，极大的改善了人民的生活水 平。 而在温室大棚中，影响植物生长的因素有很多，比如温度、湿度、CO，浓 度、光照强度、土壤的营养成分等等都会对植物的生长产生一定的影响。如果依 靠传统农业的方式来进行管理，不仅要消耗大量的人力、物力资源，而且还不能 对大棚内的环境给予准确的控制和及时的管理，这样就会导致农业生产过程效率 低下，制约农业发展。在这种条件下，采用先进的信息技术和人工智能技术来对 农业生产环境进行科学有效的管理就显得十分重要了。通过智能的检测设备，我 们能对植物生长环境周围的各种变化随时进行准确检测，及时对采集到的数据进 行诊断分析，并通过网络技术对现场环境进行远程监控。这样在为农作物提供了 良好的生长环境和精确的生产控制的同时，也能够实现农业土地的高效利用和农 业现代化技术的优化管理。 而以单片机为核心的智能温湿度检测系统，由于价格相对便宜、便于开发、 操作简单、监控效果良好，在各项农业生产及其他领域中得到广泛的应用，市场 前景良好。 1.2温湿度传感器国内外研究现状 农业技术和科 学技术的结合程度越来越受到重视。由于农业生产中外部环境与植物的生长、发 育关系密切，所以对环境中的一些参数之如温、湿度等随时进行检测和控制是农 业生产中非常重要的一环，其中非常重要的就是传感器检测技术。在科学技术在 生活比重中占得成分越来越多的今天，传感器技术和通信技术、计算机技术一起 组成了信息技术的三大支柱，传感器技术就相当于信息系统的“感官”，通信技 术相当于“神经”，计算机技术相当于“大脑”，它们分别完成信息的采集、传递 和处理的功能，都是信息系统中不可缺少的部分之一。而传感器检测技术是人们 对于信息进行采集的最前端的技术，是现代工业和科学技术中必不可少的重要手 段。 温度传感器的早在17世纪就被使用，较于湿度传感器的出现更早。从伽利 略发明了温度计之后，人们就逐渐开始了对温度的测量和温度检测技术的不断革 新。后来随着1821年热点效应的发现，逐渐研制出了热电偶传感器，从而真正 实现了把温度信号变成电信号，它们与被测对象直接接触，具有精度高，测量 范围广的特点，可对-50~1600的进行连续测量，特殊的热电偶如金、镍、铬等 最低可测到-269，最高可达到3000，武汉科技大学硕士学位论文但是相比之下 灵敏度比较低，由于线性不好，必要对采集数据进行温度补偿。模拟集成温度 传感器的是在20世纪80年代问世，它通过硅半导体集成工艺，将传感器和温 控开关、可编程控制器等集成到一块芯片上，具有测温误差小、功耗低、精度高、 价格低，并且由于温度和输出电压成线性关系，受外界影响很小，不需要进行 非线性校准，但受制于半导体技术的原因，测量范围不宽，一般为-50~150。C。 随后又出现了辐射温度传感器、光谱测量温度传感器、超声波温度传感器、激光 而现在，随着电子技术的逐渐发展，温度传感器正逐渐从模拟式 向数字化、集成化、智能化及网络化方向发展。智能温度传感器将温度采集电路、 A/D数字化信号转化电路、数据处理电路、外设硬件接口电路等集成到一个芯 片上面，有的还带微控制器(MCU)、多路控制器等。 在常规环境参数中，温湿度的检测由于受外界环境因素(温度，压强、有毒 气体、水分等)影响比较大，相对比较复杂，对灵敏度、精度和稳定性等要求比 较高。国外在湿度传感器研制方面较我们国家更好，在湿度检测方面技术水平更 为先进，对于湿度测量，测量范围更广，精度更高，部分高精度产品精度可达到 1%RH左右，稳定性和耐高温、耐腐蚀性等方面可靠性比较高，但是价格也相 对比较昂贵。而我国湿度传感器在20世纪80年代才开始研发，起步比较晚， 技术水平比较薄弱，同时由于科研设备和经费投资不足、研究单位多于生产厂家 且这些单位多从事与电解质以及高分子累传感器的研制与开发等原因，导致传统 或者集成式温湿度传感器与国外还有一些差距，主要是体现在产品的质量、稳定 性、精度和创新性上，就目前现状来说一部分高精密传感器主要选择国外的产品。 近年来，随着信息技术的突发猛进，温湿度传感器发展也越来越快，尤其是 在数字化智能传感器方面有了很大的进步，这也为传感器检测技术的发展创造了 优越的条件。