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智能温室大棚集群控制系统

高工
2014-03-04 09:00:03    评分

作者:山东信息职业技术学院 张玉森 杨奉冠 张晓明

指导教师:张伟 韩学尧

作品简介

1、系统全景图

(1)大棚图片

2)控制系统图片

 

 

2.开发背景

随着农业现代化的发展,对各种大棚的自动控制系统也迅速发展起来。但实现难度大且费用较高,大部分农场或农户仍采用人工值守的方式管理大棚。本设计充分利用了GSM、飞信等现有网络,无需单独组网,借助ZigBee模块还可实现多个大棚的同时检测控制,具有结构简单、运行灵活、经济可靠的优点,非常适合生产基层使用。

3 .系统结构说明

本系统主要由IAP15F2K61S2开发板、GSM通信模块、ZigBee通信模块语音播报模块、点阵屏显示模块、太阳能发电模块、温湿度传感器、烟雾传感器、浇灌驱动机构、卷帘驱动机构、报警电路、键盘模块、电源模块等组成。

4.功能与使用说明

系统功能:

1)   实时采集温室的温湿度、光照度、二氧化碳浓度等环境参数,通过显示屏显示。当环境参数超过设定值时,自动报警,并把信息发送到用户手机。

2)   可用按键来现场控制卷帘电机、鼓风电机、水泵等机械设备。

3)   也可用手机或计算机对每个大棚中的参数和设备远程监控。

使用方法:

打开电源,太阳能帆板自动定位,主控及各系统初始化,系统进入待机状态。待机灯闪烁后,用户可通过按键、计算机(上位机)或手机(Android)实现对各大棚的控制。详细操作参见产品说明书。

5.作品特色

    实用性:,无需单独组网,只需将此系统和大棚的现有设备连接即可运行,安装方便,运行灵活、经济可靠。特别是无需人工值守,把劳动者从繁杂的体力劳动中解放出来,而且便于集群控制,因此对农户特别是大农场具有很大的应用和推广价值。

  先进性:

  (1). 采用单片机控制,自动化水平高,无需人工值守。

  (2). 采用ZigBee模块,组网方便,无需新建网络。

  (3). 采用GSM模块,可实现对大棚的远程控制和实时监测。

  (4). 可实现大棚集群控制。

  创新性:

    系统中装有太阳能电池板和风力发电机,配合蓄电池可为系统和整个大棚提供电能,节能环保。

平台选型说明

  本系统以IAP15F2K61S2单片机为核心,该芯片运行速度快、可靠性高、功耗低、抗干扰性强、内存大、并且内部集成10位高精度AD、3路PWM等片内外设资源。还有板载继电器模块,步进电机等模块可满足大棚控制系统的需要。另外,此平台还有如下特点:

  1. 增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,比普通8051快8-12 倍

  2. 61K 字节片内片内Flash 程序存储器,擦写次数10 万次以上

  3. 大容量片内EEPROM,擦写次数10 万次数以上

  4. 内部高可靠复位,8 级可选复位门槛电压,彻底省掉外部复位电路

  5. 内部高精度R/C 时钟,内部时钟从5MHz~35MHz 可选。

  6. 两组高速异步串行通信端口,一组高速异步串行通信端口SPI。

设计说明

  原理图:

  单个大棚系统原理图

  设计原理:

  本温室大棚控制系统采用IAP15F2K61S2单片机作为主控。环境检测由DH21数字式温湿度传感器、MQ-2烟雾传感器和YL-38光强传感器等组成,分别检测温室大棚的空气温湿度、烟雾浓度、光照度。通过这些外围传感器进行数据采集处理,并将采集到的数据显示在液晶12864和点阵屏上,当检测到用户的状态请求时,主控通过GSM模块将信息发送到用户手机上。也可利用计算机对各个大棚的参数实现实时监控。在待机状态下,主控不断监测键盘、GSM或计算机的控制指令,根据不同的指令控制相应的继电器驱动电路,由继电器来控制通风、喷灌、加热、补光和农药喷洒等装置。

  太阳能电池板自动寻光给蓄电池和系统供电,使用IAP15F2K61S2单片机内部AD测太阳能电池板取样后的电压,通过电压比较的方法控制两个步进电机,使太阳板自动寻光,单片机内部的EEPROM记录步进电机位置,即使系统断电,再次上电也可以正确的寻光。

  设计方案:

此文档的视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13370




关键词: IAP15F2K61S2     集群     控制     大棚    

高工
2014-03-04 09:24:38    评分
2楼

感觉功能太多,51单片机能忙的过来么,,

实际效果咋样,,农业控制电子化可是比较热门


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