智慧大棚-物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，物聯(lián)網(wǎng)的英文名：InternetofThings（IOT），也稱(chēng)為WebofThings。被視為互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴(kuò)展，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的核心，以用戶(hù)體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)博欣將物聯(lián)網(wǎng)定義為通過(guò)各種信息傳感設(shè)備，如傳感器、射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外線(xiàn)感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過(guò)程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)技術(shù)架構(gòu)圖示成，包括二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、二維碼標(biāo)簽、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、GPS等感知終端。感知層的作用相當(dāng)于人的眼耳鼻喉和皮膚等神經(jīng)末梢，它是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源，其主要功能是識(shí)別物體，采集信息。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和云計(jì)算平臺(tái)等組成，相當(dāng)于人的神經(jīng)中樞和大腦，負(fù)責(zé)傳遞和處理感知層獲取的信息。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(hù)（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，它與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)特性主要體現(xiàn)在其應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，綠色農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控、公共安全、城市管理、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居、智能交通和環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)行業(yè)均有物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的嘗試，某些行業(yè)已經(jīng)積累一些成功的案例。物聯(lián)擁有業(yè)界最完整的專(zhuān)業(yè)物聯(lián)產(chǎn)品系列，覆蓋從傳感器、控制器到云計(jì)算的各種應(yīng)用。產(chǎn)品服務(wù)智能家居、交通物流、環(huán)境保護(hù)、公共安全、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、個(gè)人健康等各種領(lǐng)域。構(gòu)建了“質(zhì)量好、技術(shù)優(yōu)、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，成本低，滿(mǎn)足客戶(hù)需求”的綜合優(yōu)勢(shì)，持續(xù)為客戶(hù)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的戰(zhàn)略制高點(diǎn)之一，據(jù)了解，全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)計(jì)2015年將超過(guò)5000億元。關(guān)鍵字：物聯(lián)網(wǎng)，傳感器，RFID，無(wú)線(xiàn)通信，綠色農(nóng)業(yè)AbstractTheconceptofthingsisputforwardin1999,theInternetofthingsEnglishName:InternetofThings(IOT),alsoknownasWebofThings.RegardedastheextensionofInternetapplication,applicationofinnovationisthecoreofthedevelopmentoftheInternetofthings,totheuserexperienceasthecoreofinnovationisthesoulofthedevelopmentoftheInternetofthings.TheInternetofthingswillbedefinedasthecompanyofInternetofthingsthroughvariousinformationsensingequipment,suchassensors,radiofrequencyidentification(RFID)technology,globalpositioningsystem,infraredsensors,laserscanner,gassensorsandotherequipmentandtechnology,real-timeacquisitionofanymonitoring,eventheobjectorprocessconnection,interaction,collectingtheirsound,light,heatelectrical,mechanical,chemical,biological,locationandotherinformation,allkindsofneeds,combinedwithahugenetworkformationandtheinternet.Theaimistoachievetheobjectsandobjects,objectsandpeople,allthegoodsandnetworkconnection,easytoidentify,manageandcontrol.Fromthetechnicalarchitecturepointofview,theInternetofthingscanbedividedintothreelayers:theperceptionlayer,networklayerandapplicationlayer.Theperceptuallayercomposedofvarioussensorsandsensorgatewayconfigurationtechnologyarchitecturediagrams,includingcarbondioxideconcentrationsensor,temperaturesensor,humiditysensor,atwo-dimensioncodetag,RFIDtagandreader,camera,GPSsensingterminal.Theperceptuallayerisequivalenttotheroleofhumaneyeandskinnerveendings,itisasourceofinformationgatheringnetwork,objectrecognition,anditsmainfunctionistoidentifyobjects,informationcollection.Thenetworklayeriscomposedofvariousprivatenetwork,Internet,cableandwirelesscommunicationnetworks,networkmanagementsystemsandcloudcomputingplatform,thenervecenterandequivalenttothehumanbrain,isresponsibleforthetransmissionandprocessingofinformationperceptionlayer.Theapplicationlayeristhenetworkandtheuser(includingpeople,organizationsandothersystem)interface,itcombineswiththeindustryneeds,realizetheintelligentapplicationoftheInternetofthings.TheindustrycharacteristicsoftheInternetofthingsismainlyembodiedintheapplicationareas,trygreenagriculture,industrialmonitoring,publicsecurity,citymanagement,remotemedicaltreatment,intelligentHomeFurnishing,intelligenttrafficandenvironmentalmonitoringandotherindustriesareapplicationsoftheInternetofthings,someindustrieshaveaccumulatedsomesuccessfulcases.Complexhastheindustry'smostcompleteprofessionalcomplexseriesofproducts,coveringavarietyofapplicationsfromthesensor,thecontrollertocloudcomputing.ProductsandservicesofintelligentHomeFurnishing,transportation,environmentalprotection,publicsecurity,intelligentfire,industrialmonitoring,personalhealthandotherfields.Constructionofthe"goodquality,technicalquality,professionalandstrong,lowcost,thecomprehensiveadvantagestomeetcustomerdemand",continuetoprovidecompetitiveproductsandservicestocustomers.TheInternetofthingsindustryisoneofthestrategichighground,theworldeconomyandthedevelopmentofscienceandtechnologyitisunderstood,theIOTindustryscaleisexpectedin2015willbemorethan500000000000yuan.Keywords:network,sensor,RFID,wirelesscommunication,greenagriculture目錄TOC\o"1-3"\h\u239101.緒論 1205721.1課題背景 1112561.2立題的目的和意義 1182071.3植被栽培技術(shù) 2187901.4本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容 2282352.系統(tǒng)總體分析 4183362.1總體方案：智慧大棚工作原理 4168982.2WIFI模塊 4257062.3單片機(jī)傳感器數(shù)據(jù)傳輸詳解 767812.4智慧大棚功能詳述 8272773.智慧大棚規(guī)格 1012663.1STC12C5A60S28051單片機(jī) 10127293.2BH1750FVI光強(qiáng)度傳感器 1093293.3DHT11空氣溫濕度傳感器 11231233.4YL-69土壤濕度傳感器 12253403.5L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1232634.系統(tǒng)主要技術(shù)特色 14154084.1運(yùn)用WIFI模塊 14327394.2連接了微信客戶(hù)端 14302444.3使用了Bootstramp和Highcharts 14268825.結(jié)束語(yǔ) 15631參考文獻(xiàn) 16631致謝 171.緒論1.1課題背景目前我國(guó)溫室大棚生產(chǎn)的特點(diǎn)是把個(gè)體生產(chǎn)和規(guī)?；a(chǎn)相結(jié)合，在單個(gè)溫室大棚生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)連棟溫室大棚的規(guī)?；a(chǎn)，既能滿(mǎn)足個(gè)體農(nóng)民生產(chǎn)的需要，又便于企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。如果僅靠人工控制既耗人力，又容易發(fā)生差錯(cuò)。為此，在現(xiàn)代化的大棚管理中需要有一套完整的大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)，以控制大棚各項(xiàng)參數(shù)，適應(yīng)生產(chǎn)需要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)為滿(mǎn)足這種需求提供了一種可能。物聯(lián)網(wǎng)已成為2010年后最熱門(mén)的話(huà)題之一，被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息時(shí)代大革命。物聯(lián)網(wǎng)在政府、企業(yè)和群眾的熱情期盼中，終于敲定于2011年開(kāi)始招收新生。物聯(lián)網(wǎng)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程正式進(jìn)入高校培訓(xùn)人才的教學(xué)課程里面，不但是國(guó)家和政府大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的巨大體現(xiàn)，也是國(guó)家在人才培養(yǎng)模式上作出及時(shí)反映的重大舉措。由于專(zhuān)業(yè)的發(fā)展，高校對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需求也日趨高漲，2010年7月20日，教育部向社會(huì)公布了2012年全國(guó)各高校140個(gè)本科新專(zhuān)業(yè)詳細(xì)名單，其中“物聯(lián)網(wǎng)工程”專(zhuān)業(yè)占據(jù)30個(gè)高居榜首。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化的慢慢實(shí)施，高校對(duì)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需求也在提高，另外嵌入式的高速發(fā)展，也將繼續(xù)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)置入嵌入式中，是今后發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)作為新興產(chǎn)業(yè)之一，已經(jīng)成為各國(guó)的發(fā)展戰(zhàn)略。包括Google在內(nèi)的互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商、IBM、思科在內(nèi)的設(shè)備制造商和方案解決商以及AT&T、Verizon、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信等在內(nèi)的電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)紛紛加速了物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略布局，以期在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。但是，由于核心技術(shù)還不成熟，標(biāo)準(zhǔn)體系尚待建立等問(wèn)題，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍處于研究階段，而物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也更多的是處于初級(jí)階段。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需要國(guó)家政策的大力支持和各運(yùn)營(yíng)商以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的共同努力。1.2立題的目的和意義物聯(lián)網(wǎng)是指物體通過(guò)裝入射頻識(shí)別設(shè)備、紅外感應(yīng)器、GPS或其他方式進(jìn)行連接，然后通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)或其他方式接入到互聯(lián)網(wǎng)，最終形成智能網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)電腦或手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化管理和信息采集分析。結(jié)合Internet發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能蔬菜大棚，可以在有限資金投入的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)蔬菜大棚的科學(xué)化管理，提高農(nóng)業(yè)增收。這種蔬菜大棚采用傳感器來(lái)替代人工管理，使用基于Internet的物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)精確而專(zhuān)業(yè)的蔬菜管理，放寬了菜農(nóng)的蔬菜種植水平，使得不具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人員都可實(shí)現(xiàn)大棚蔬菜的種植，從而拓寬致富道路，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)創(chuàng)收。物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)不同的階段來(lái)看，無(wú)論是從種植的培育階段、收獲階段，還是貯存、銷(xiāo)售階段，都可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)來(lái)提高其工作的效率和精細(xì)管理。(1)在種植準(zhǔn)備的階段，可以在溫室里面布置很多的傳感器，分析實(shí)時(shí)的土壤信息，來(lái)選擇合適的農(nóng)作物。(2)在種植和培育階段，可以用物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)手段采集溫度、濕度的信息，進(jìn)行高效的管理，從而應(yīng)對(duì)環(huán)境的變化。(3)在農(nóng)產(chǎn)品的收獲階段，也同樣可以利用物聯(lián)網(wǎng)的信息，對(duì)其傳輸階段、使用階段的各種性能進(jìn)行采集，反饋到前端，從而在種植收獲階段進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)算。(4)提高效率，節(jié)省人工，如果是大面積的農(nóng)場(chǎng)，要對(duì)各大棚進(jìn)行澆水施肥，手工加溫，手工卷簾，那要用大量的時(shí)間和人員來(lái)操作。如果應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手動(dòng)控制也只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)的微小的動(dòng)作，前后不過(guò)幾秒，完全替代了人工操作的繁瑣。1.3植被栽培技術(shù)植被“設(shè)施栽培”，即“保護(hù)地栽培”。它是指在某種類(lèi)型的保護(hù)設(shè)施內(nèi)（如陽(yáng)畦、溫室、大棚等），人為地創(chuàng)造適宜植被生長(zhǎng)發(fā)育的最佳環(huán)境條件，在不同季節(jié)內(nèi)，尤其是不利于植被生長(zhǎng)的季節(jié)內(nèi)進(jìn)行植被栽培的一種措施。設(shè)施栽培是人類(lèi)利用自然、改造自然的一種創(chuàng)造。由于設(shè)施內(nèi)的條件是可以人為控制的，使得植被的周年生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)。玻璃溫室和塑料薄膜溫室出現(xiàn)后，植被生產(chǎn)出現(xiàn)了劃時(shí)代的變化?，F(xiàn)在人們可以根據(jù)自己的意愿，隨時(shí)生產(chǎn)出所需要的各種植被。可以說(shuō)，這是“設(shè)施栽培”的功勞。在不利于植被生長(zhǎng)的自然環(huán)境中，溫室能夠創(chuàng)造適宜植被生長(zhǎng)發(fā)育的條件。溫室環(huán)境的調(diào)節(jié)主要包括日光、溫度、濕度三個(gè)方面。溫度：根據(jù)植被生長(zhǎng)的適宜溫度進(jìn)行溫室溫度調(diào)節(jié)，若低于下限溫度則采取升溫措施，通常采取電熱增溫和火力增溫等，火力增溫比較方便。若高于上限溫度則采取降溫措施，通常通過(guò)水管降溫和風(fēng)扇降溫，風(fēng)扇降溫比較方便。日光：遮蔭是調(diào)節(jié)日照強(qiáng)度最好的辦法，其具體做法是加蓋遮陽(yáng)網(wǎng)或草席，這種方法兼有降低溫度的效果。濕度：為滿(mǎn)足溫室植被對(duì)濕度的要求，可以在地上、臺(tái)階、盆壁灑水，還可以在空中懸掛濕布，以增加水分的蒸發(fā)，最好的辦法是設(shè)置自動(dòng)噴霧裝置，自動(dòng)調(diào)節(jié)濕度。如果濕度過(guò)大，容易導(dǎo)致植被病害，可以采用通風(fēng)的辦法來(lái)降低濕度，而且最好在室溫與氣溫相差不大的時(shí)候進(jìn)行。本系統(tǒng)注重溫度濕度和光照的調(diào)節(jié)。1.4本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容基于物聯(lián)網(wǎng)的智能溫室控制系統(tǒng)采用當(dāng)前熱門(mén)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的方法，精心挑選各種傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器），不僅能對(duì)溫室大棚生產(chǎn)過(guò)程中的參數(shù)在線(xiàn)高精度測(cè)量，而且能實(shí)現(xiàn)溫室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、光照調(diào)節(jié)等智能控制，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)保溫、保濕、在線(xiàn)監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)的記錄。智能溫室控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)與控制功能。用戶(hù)使用PC機(jī)不僅可以遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)溫室內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)觀察植物的長(zhǎng)勢(shì)，還可以遠(yuǎn)程控制溫室內(nèi)部的執(zhí)行器件（風(fēng)扇、電磁閥、LED燈）來(lái)改變溫室內(nèi)部環(huán)境；使用手機(jī)同樣可以遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)溫室內(nèi)部環(huán)境的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，遠(yuǎn)程控制溫室內(nèi)部的執(zhí)行器件。智能溫室控制系統(tǒng)是學(xué)生學(xué)習(xí)高新技術(shù)，提高動(dòng)手能力的最佳實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。它以溫室大棚這個(gè)現(xiàn)實(shí)模型為依托，囊括了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)控制理論。

2.系統(tǒng)總體分析2.1總體方案：智慧大棚工作原理上位機(jī)上位機(jī)Socket持續(xù)連接模塊用戶(hù)管理模塊微信接口模塊設(shè)備操作模塊 WWifi模塊土壤濕度采集節(jié)點(diǎn)土壤濕度采集節(jié)點(diǎn)LED燈LED燈光照度采集節(jié)點(diǎn)光照度采集節(jié)點(diǎn)風(fēng)扇風(fēng)扇51單片機(jī)51單片機(jī)卷簾門(mén)空氣溫度采集節(jié)點(diǎn)卷簾門(mén)空氣溫度采集節(jié)點(diǎn)圖2.1物聯(lián)網(wǎng)智能溫室控制系統(tǒng)原理圖2.2WIFI模塊HLK-RM04是海凌科電子新推出的低成本嵌入式UART-ETH-WIFI(串口-以太網(wǎng)-無(wú)線(xiàn)網(wǎng))模塊。本產(chǎn)品是基于通用串行接口的符合網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶(hù)串口、以太網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)（WIFI）3個(gè)接口之間的轉(zhuǎn)換。通過(guò)HLK-RM04模塊，傳統(tǒng)的串口設(shè)備在不需要更改任何配置的情況下，即可通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸自己的數(shù)據(jù)。為用戶(hù)的串口設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)提供完整快速的解決方案。圖2.2wifi功能結(jié)構(gòu)配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：PC設(shè)置為靜態(tài)IP模式通過(guò)以太網(wǎng)或者WIFI的方式連接上模塊。IP地址設(shè)置為00/，網(wǎng)關(guān)為54。瀏覽器打開(kāi)54/ser2net.asp，進(jìn)入web配置頁(yè)面，默認(rèn)用戶(hù)名密碼為admin/admin。通過(guò)web修改相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。此時(shí)模塊ip地址為54。配置串口轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：瀏覽器打開(kāi)54/ser2net.asp，進(jìn)入串口轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)web配置頁(yè)面。根據(jù)需要，通過(guò)web頁(yè)面配置串口轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。模塊功能可以分為4大模式：默認(rèn)模式、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)、串口轉(zhuǎn)WIFICLIENT及串口轉(zhuǎn)WIFIAP。本系統(tǒng)應(yīng)用默認(rèn)模式圖2.3wifi默認(rèn)模式功能圖該模式下，WIFI使能，工作在AP模式下，ETH1、ETH2功能使能,ETH1作為WAN,ETH2作為L(zhǎng)AN。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，COM1的數(shù)據(jù)與網(wǎng)路數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換。WIFI安全方面支持目前所有的加密方式。此模式下，WIFI設(shè)備能連接到模塊，成為WIFI局域網(wǎng)下的設(shè)備。WAN端默認(rèn)動(dòng)態(tài)IP地址方式。LAN、WIFI為同一局域網(wǎng)，默認(rèn)開(kāi)啟DHCP服務(wù)器。串口工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換：模塊將串口的工作狀態(tài)定義為2種模式：透?jìng)髂Ｊ?、AT指令模式。圖2.4wifi透?jìng)髂Ｊ浇Y(jié)構(gòu)圖正常上電后，模塊會(huì)檢查當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)串口配置是否正常，如果網(wǎng)絡(luò)連接正常，則模塊自動(dòng)進(jìn)入透?jìng)髂Ｊ?，否則模塊進(jìn)入AT指令模式。透?jìng)髂Ｊ竭M(jìn)入AT指令模式有以下2種方法：ES/RST引腳，在任意狀態(tài)下，保持ES/RST腳低電平的時(shí)間大于Tes且小于Trst，將立即進(jìn)入AT指令模式。圖2.5wifi透?jìng)髂Ｊ絺鬏斀Y(jié)構(gòu)圖特定的串口數(shù)據(jù)，串口退出透?jìng)鞴δ荛_(kāi)啟后，可以通過(guò)發(fā)送特定的串口數(shù)據(jù)讓模塊退出透?jìng)?。串口退出透?jìng)鬟^(guò)程如下：圖2.6wifi透?jìng)髂Ｊ浇Y(jié)構(gòu)圖Tpt：串口組幀時(shí)間。間隔時(shí)間大于組幀時(shí)間連續(xù)發(fā)送3個(gè)“+”，然后等待約500ms（400ms<>600ms），間隔時(shí)間大于組幀時(shí)間連續(xù)發(fā)送3個(gè)0x1B。模塊即可退出透?jìng)髂Ｊ?。串?網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：模塊的串口-網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換分為4種模式：TCPServer、TCPClinet、UDPServer、UDPClient。本系統(tǒng)應(yīng)用TCPClinet。圖2.7wifiTCPclient模式結(jié)構(gòu)圖該模式下，模塊連接指定的域名/IP、端口。所有從TCPServer端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)直接發(fā)送到串口端，串口端的數(shù)據(jù)發(fā)送到TCPServer端。異常的網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)會(huì)導(dǎo)致模塊主動(dòng)重連。TCP主動(dòng)重連功能使能情況下，TCPServer主動(dòng)斷開(kāi)連接，模塊會(huì)立即主動(dòng)重連，否則模塊不會(huì)重連。WEB頁(yè)面配置：圖2.8wifi模塊設(shè)置圖2.3單片機(jī)傳感器數(shù)據(jù)傳輸詳解DHT11溫濕度傳感器：通過(guò)數(shù)字信號(hào)傳輸方式，傳送數(shù)據(jù)給單片機(jī)。DATA

用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步,采用單總線(xiàn)數(shù)據(jù)格式,一次通訊時(shí)間4ms左右,用戶(hù)MCU發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶(hù)可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù).從模式下,DHT11接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào),DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。BH1750光強(qiáng)傳感器：采用IIC傳輸方式，傳送給單片機(jī)。BH1750環(huán)境光傳感器內(nèi)置16位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它能夠直接輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，不需要再做復(fù)雜的計(jì)算。這是一種更精良的和容易使用簡(jiǎn)易電阻器的版本，通過(guò)計(jì)算電壓,來(lái)獲得有效的數(shù)據(jù)。這款環(huán)境光傳感器能夠直接通過(guò)光度計(jì)來(lái)測(cè)量。光強(qiáng)度的單位是“l(fā)x”。當(dāng)物體在均勻的光照下它能夠在每平方米獲得1lx的光通量，它們的光強(qiáng)度是1lx。有時(shí)為了充分利用光源，你可以增加一個(gè)光源的反射裝置。那樣在某些方向就能獲得更多的光通量，以增加被照表面的亮度。2.4智慧大棚功能詳述物聯(lián)網(wǎng)智能溫室控制系統(tǒng)采用當(dāng)前比較熱門(mén)的WIFI技術(shù)、51單片機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)相結(jié)合的方式，精準(zhǔn)采集溫室內(nèi)部環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)執(zhí)行器件（風(fēng)扇、LED燈、電磁閥）平穩(wěn)控制溫室內(nèi)部環(huán)境的變化。實(shí)現(xiàn)了如下功能。(1)溫濕度監(jiān)測(cè)功能溫濕度采集節(jié)點(diǎn)配有溫濕度傳感器DHT11，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫室內(nèi)部空氣的溫度和濕度。測(cè)濕精度可達(dá)±4.5%RH，測(cè)溫精度可達(dá)±0.5℃（在25(2)光照度監(jiān)測(cè)功能光照度采集節(jié)點(diǎn)配有溫度傳感器BH1750，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室內(nèi)部光照情況的檢測(cè)，它能夠直接輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)，不需要再進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算。(3)局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)與控制功能物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)WIFI加入局域網(wǎng)。這樣用戶(hù)便可以使用PC機(jī)訪(fǎng)問(wèn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，通過(guò)操作界面遠(yuǎn)程控制溫室內(nèi)的執(zhí)行器件，維護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定。(4)控制參數(shù)設(shè)定及瀏覽對(duì)所要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的參數(shù)（溫度、濕度）進(jìn)行調(diào)控，以滿(mǎn)足自動(dòng)控制的要求。用戶(hù)既可以直接操作網(wǎng)關(guān)界面上的按鈕來(lái)完成系統(tǒng)平衡參數(shù)的調(diào)控，又可以通過(guò)PC機(jī)或手機(jī)遠(yuǎn)程訪(fǎng)的方式完成參數(shù)的調(diào)控。(5)控制風(fēng)扇降低溫度溫室內(nèi)溫度高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)便打開(kāi)風(fēng)扇降溫，直到溫度達(dá)到設(shè)定值為止。(6)控制電磁閥給土壤加濕功能如果溫室內(nèi)土壤濕度小于設(shè)定值，系統(tǒng)會(huì)開(kāi)啟電磁閥給土壤澆水，達(dá)到設(shè)定值后便關(guān)閉電磁閥停止?jié)菜??？刂芁ED燈給植物進(jìn)行光合作用植物光合作用需要光照。當(dāng)光照度低于系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)LED燈為植物提供充足的光照。(8)顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)實(shí)時(shí)趨勢(shì)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)可將系統(tǒng)采集到的溫室內(nèi)的數(shù)據(jù)以實(shí)時(shí)變化曲線(xiàn)的形式顯示出來(lái)，便于觀察系統(tǒng)某時(shí)間段內(nèi)整體的檢測(cè)狀況。(9)顯示歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)可顯示出溫室內(nèi)各測(cè)量參數(shù)的日、月、年參數(shù)變化曲線(xiàn)，根據(jù)該曲線(xiàn)可合理的設(shè)置參數(shù)，可分析環(huán)境的變化對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。

3.智慧大棚規(guī)格3.1STC12C5A60S28051單片機(jī)圖3.1STC12C5ASTC12C5A60S2單片機(jī)中包含中央處理器(CPU)、程序存儲(chǔ)器(Flash)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SRAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門(mén)狗及片內(nèi)R/C振蕩器和外部晶體振蕩電路等模塊。STC12C3.2BH1750FVI光強(qiáng)度傳感器BH1750FVI

是一種用于兩線(xiàn)式串行總線(xiàn)接口的數(shù)字型光強(qiáng)度傳感器集成電路。這種集成電路可以根據(jù)收集的光線(xiàn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整液晶或者鍵盤(pán)背景燈的亮度。利用它的高分辨率可以探測(cè)較大范圍的光強(qiáng)度變化。（1lx-65535lx）圖3.2BH1750結(jié)構(gòu)圖?PD

接近人眼反應(yīng)的光敏二極管。（Photo

diode

with

approximately

human

eye

response.）

?AMP

集成運(yùn)算放大器：將PD電流轉(zhuǎn)換為PD電壓。?ADC

模數(shù)轉(zhuǎn)換獲取16位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

?Logic

+

IC

Interface（邏輯+

IC界面）

光強(qiáng)度計(jì)算和I2C總線(xiàn)接口，包括下列寄存器：

數(shù)據(jù)寄存器→光強(qiáng)度數(shù)據(jù)寄存。初始值是：“0000_0000_0000_0000”。

測(cè)量時(shí)間寄存器→時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)寄存。初始值是：“0100_0101”?OSC

內(nèi)部振蕩器（時(shí)鐘頻率典型值：320kHz）。該時(shí)鐘為內(nèi)部邏輯時(shí)鐘。3.3DHT11空氣溫濕度傳感器DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)型號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，使其成為給類(lèi)應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。產(chǎn)品為4針單排引腳封裝，連接方便。技術(shù)參數(shù)：供電電壓：3.3~5.5VDC輸出：?jiǎn)慰偩€(xiàn)數(shù)字信號(hào)測(cè)量范圍：濕度20-90%RH，溫度0~50測(cè)量精度：濕度+-5%RH，溫度+-2分辨率：濕度1%RH，溫度1互換性：可完全互換，長(zhǎng)期穩(wěn)定性：<±1%RH/年3.4YL-69土壤濕度傳感器1.采用優(yōu)質(zhì)土壤傳感器做土壤濕度的檢測(cè)，表面采用鍍鎳處理，有加寬的感應(yīng)面積，可以提高導(dǎo)電性能，防止接觸土壤容易生銹的問(wèn)題，延長(zhǎng)使用壽命；2.可以寬范圍控制土壤的濕度，通過(guò)電位器調(diào)節(jié)控制相應(yīng)閥值，濕度低于設(shè)定值時(shí)，DO輸出高電平，高于設(shè)定值時(shí)，DO輸出低電平；3.比較器采用LM393芯片，工作穩(wěn)定4.工作電壓3.3V-5V5.設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝6.PCB尺寸：3.2cm*1.4m接線(xiàn)說(shuō)明（4線(xiàn)制）1VCC外接3.3V-5V2GND外接GND3DO小板數(shù)字量輸出接口（0和1）4AO小板電壓模擬量輸出模塊使用說(shuō)明：1.傳感器適用于土壤的濕度檢測(cè)；2.模塊中藍(lán)色的電位器是用于土壤濕度的閥值調(diào)節(jié)，順時(shí)針調(diào)節(jié)，控制的濕度會(huì)越大，逆時(shí)針越??；3.數(shù)字量輸出D0可以與單片機(jī)直接相連，通過(guò)單片機(jī)來(lái)檢測(cè)高低電平，由此來(lái)檢測(cè)土壤濕度；4小板模擬量輸出AO可以和AD模塊相連，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換，可以獲得土壤濕度更精確的數(shù)值；3.5L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。該芯片采用15腳封裝。主要特點(diǎn)是：工作電壓高，最高工作電壓可達(dá)46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達(dá)3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線(xiàn)圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。使用L298N芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電機(jī)或四相步進(jìn)電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電機(jī)。主要芯片：L298N、光電耦合器

工作電壓：控制信號(hào)直流5V；電機(jī)電壓直流3V~46V（建議使用36伏以下）

四、最大工作電流：2.5A

五、額定功率：25W

特點(diǎn)：1、具有信號(hào)指示。2、轉(zhuǎn)速可調(diào)3、抗干擾能力強(qiáng)

4、具有過(guò)電壓和過(guò)電流保護(hù)

5、可單獨(dú)控制兩臺(tái)直流電機(jī)

6、可單獨(dú)控制一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)

7、PWM脈寬平滑調(diào)速

8、可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)

9、采用光電隔離

4.系統(tǒng)主要技術(shù)特色本系統(tǒng)為物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一次具體應(yīng)用具有如下創(chuàng)新點(diǎn)4.1運(yùn)用WIFI模塊生活中WIFI已經(jīng)給長(zhǎng)普及，各種硬件設(shè)施支持好，覆蓋范圍廣，傳輸速度快，成本較低，運(yùn)用了wifi模塊可以方便開(kāi)發(fā)下位機(jī)程序。4.2連接了微信客戶(hù)端與目前最流行的微信手機(jī)端連接實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)互聯(lián)，讓人們可以時(shí)時(shí)監(jiān)控到設(shè)備狀態(tài)信息，方便了系統(tǒng)的管理，提升了系統(tǒng)的，可用性。4.3使用了Bootstramp和Highcharts前臺(tái)界面使用了目前最流行的css框架Bootstramp和動(dòng)態(tài)圖表處理插件Highcharts運(yùn)用了Ajax技術(shù)時(shí)時(shí)獲取后設(shè)備數(shù)據(jù)，提升了系統(tǒng)的美觀性和易用性。

結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)將近半年時(shí)間的準(zhǔn)備，終于在6月份將畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的比較簡(jiǎn)單，很多東西都考慮的不是很細(xì)，也有一些特別情況沒(méi)有做，但是我用了很多精力查了很多資料也請(qǐng)教了很多老師同學(xué)來(lái)完成這個(gè)設(shè)計(jì)，鑒于個(gè)人水平和時(shí)間的關(guān)系并沒(méi)有把自己當(dāng)初設(shè)想的所有情況都考慮進(jìn)去。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在溫室大棚中對(duì)溫濕度監(jiān)測(cè)、光照度監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)功能，并同時(shí)控制風(fēng)扇促進(jìn)植物光合作用，局域網(wǎng)遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)與控制功能，控制參數(shù)設(shè)定及瀏覽，顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)，顯示歷史數(shù)據(jù)曲線(xiàn)等功能。設(shè)計(jì)主體分三大部分，第一部分為原理闡釋部分，在第一部分里主要以框圖的形式簡(jiǎn)明表達(dá)理論實(shí)現(xiàn)的相關(guān)過(guò)程；第二部分為相關(guān)部件介紹部分，主要針對(duì)相關(guān)名詞解釋?zhuān)嚓P(guān)芯片介紹，相關(guān)部件選擇；第三部分為模擬實(shí)施部分，包括PC機(jī)顯示情況，節(jié)點(diǎn)在溫室中安插位置情況，及數(shù)據(jù)曲線(xiàn)顯示情況，設(shè)計(jì)中第三部分都建立在模擬實(shí)施的基礎(chǔ)上，當(dāng)然，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在溫室中的應(yīng)用本就已實(shí)現(xiàn)，但在我國(guó)并沒(méi)有得到普及，個(gè)人為了更多的了解一些相關(guān)知識(shí)，借大學(xué)里最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)契機(jī)，完成自己的小小心愿，同時(shí)也為多多宣傳物聯(lián)網(wǎng)在溫室大棚中的應(yīng)用貢獻(xiàn)了自己的綿薄之力。參考文獻(xiàn)[1].ThinkPHP官網(wǎng)，。[2].百度百科，[3].作者：（美）RobertA.Dolin著，Deployingthe“InternetofThings”IEEE2006p5[4].作者：沈蘇彬物聯(lián)網(wǎng)概念模型與體系結(jié)構(gòu)南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)2010.4p3[5].作者：高洛峰《細(xì)說(shuō)PHP（第2版）》出版社：電子工業(yè)出版社。[6].作者：孫晨霞《數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)》出版社：北京郵電大學(xué)出版社。[7].作者：Yamoo《HTML5+CSS3+jQuery應(yīng)用之美》出版社：人民郵電出版社[8]史旺旺,劉玉英.基于MSP430和nRF905的行車(chē)遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算 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