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温室测控系统的设计与实现的中期报告 设计概述: 本次设计的主要目标是开发一种温室测控系统,能够自动实现测量和控制温室内的温度、湿度、光照等环境因素,并提供实时的数据反馈和报警功能,以确保植物的正常生长和发展。该系统是基于单片机设计实现的,主要包括传感器、执行器、数据采集、数据处理和通信模块等子系统。 第一部分:系统主要功能设计 1.温度控制功能: 在温室内嵌入温度传感器,采集温室内的温度数据,利用单片机内部AD转换技术将模拟信号转换成数字信号,放大并得到目标数值,然后通过控制模块中的继电器进行控制,启动或关闭风扇和加热器,控制温室内的温度维持在合适的范围内。 2.湿度控制功能: 在温室内嵌入湿度传感器,采集温室内的湿度数据,利用单片机内部AD转换技术将模拟信号转换成数字信号,放大并得到目标数值,然后通过控制模块中的继电器进行控制,启动或关闭喷雾装置和通风系统,控制温室内的湿度维持在合适的范围内。 3.光照控制功能: 在温室内嵌入光照传感器,采集温室内的光照强度数据,利用单片机内部AD转换技术将模拟信号转换成数字信号,放大并得到目标数值,然后通过控制模块中的继电器进行控制,启动或关闭灯光系统,控制温室内的光照强度维持在合适的范围内。 4.数据采集和处理功能: 将温度、湿度和光照等传感器所采集到的数据转换成数字信号,并通过单片机进行分析处理,将数据存储到SD卡中,同时也能够将数据上传到云服务器,以供用户随时查看。 5.报警功能 本系统能够自动检测温室内的温度、湿度和光照等环境因素,当环境因素超出合适范围时,系统会自动发出警报,提醒用户进行相应的处理。 第二部分:系统硬件设计 1.传感器: 本系统采用三种传感器:温度传感器、湿度传感器和光照传感器,用于监测温室内的环境变化。 2.单片机: 本系统使用STM32F103C8T6单片机,128KB的Flash存储和20KB的SRAM,利用单片机内部AD转换技术将传感器所采集到的模拟信号转换成数字信号,进行数据处理和控制执行器。 3.执行器: 本系统使用继电器作为执行器,通过单片机和继电器之间的连接,控制喷雾装置、通风设备、加热装置和灯光系统等设备的启动和关闭。 4.通信模块: 本系统使用ESP8266连接云服务器,以实现数据上传和远程控制功能。 第三部分:系统软件设计 1.实时操作系统: 本系统使用FreeRTOS作为实时操作系统,以实现多任务并发执行。 2.驱动程序: 编写相应的驱动程序,包括与传感器、执行器的交互、SD卡的读写和ESP8266的数据上传。 3.主程序: 编写主程序,控制各模块的初始化、执行、数据处理和存储,并将数据上传到云服务器。 4.图形界面: 利用HTML和JavaScript开发图形界面,展示温室内的环境变化和数据趋势,实现数据可视化。 总结: 本次设计的温室测控系统实现了温度、湿度和光照等环境因素的控制和监测,能够确保温室内植物的正常生长和发展。本系统具有适应性强、可移植性好、资源占用少、易于维护等优点,达到了设计目标。