智能温室大棚开题报告.doc

长春大学电子信息工程学院毕业设计开题报告题目：基于单片机的智能温室大棚控制系统学院：电子信息工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：学号：指导教师：开题时间：2013年3月19日一、文献综述1.课题的研究目的及意义中国农业的发展必须走现代化农业这条道路随着国民经济的迅速增长农业的研究和应用技术越来越受到重视特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、土壤的含水率等。在农业种植问题中温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证通过对监测数据的分析结合作物生长发育规律控制环境条件使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与土壤的含水率等参数直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度并形成了一定的标准但是价格非常昂贵缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、土壤含水率的检测与控制都采用人工管理这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端容易造成不可弥补的损失结果不但大大增加了成本浪费了人力资源而且很难达到预期的效果。因此为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性推动我国农业的发展必须大力发展农业设施与相应的农业工程科学合理地调节大棚内温度、湿度以及土壤的含水率使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。目前随着蔬菜大棚的迅速增多人们对其性能要求也越来越高特别是为了提高生产效率对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、小规模要在大棚内引人自动化控制系统改变全部人工管理的方式就要考虑系统的成本因此针对这种状况结合郊区农户的需要设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。该系统采用传感器技术和单片机相结合由上位机和下位机(都用单片机实现)构成采用485接口进行通讯实现温室大棚自动化控制。2.国内外研究现状温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期促进生长发育防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制该技术的最终目标是提高控制与作业精度。国外对温室环境控制技术研究较早始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。美国是最早发明计算机的国家也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算机主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度、Ec调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益提高了决策水平减轻了技术管理工作量同时也为种植带来了很大方便[2]。以园艺业著称的荷兰从20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统并不断地开发模拟控制软件。目前荷兰自动化智能玻璃温室制造水平处于世界先进水平拥有玻璃温室1.2万多平方米占世界1/4以上有85％的温室用户使用计算机控制温室环境。荷兰开发的温室计算机控制系统是通过人机交互界面进行参数设置和必要的信息显示可绘制出设定参数曲线、修正值曲线以及测量的数据曲线可以从数据库内调出设定的时间段内参数以便于必要的