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：
STM32
MCU
通讯及无线技术
物联网技术
电子DIY
板卡试用
基础知识
软件与操作系统
我爱生活
小e食堂