温室监控智能终端系统硬件的设计与实现
发布时间：2024-03-28 04:15
随着现代科技在温室设施农业中的高速发展,规模不断扩大的现代温室控制设施不断增多,类型多样,网络化和大范围的温室管理难度不断增大。在温室控制系统中应用机电一体化技术、传感器技术、端口通讯技术及计算机技术,使温室控制系统在机电一体化和人工智能水平上不断提高,业已成为现代温室控制系统发展的主要趋势。本文在论证复杂温室小气候环境特点和项目实施方案的基础上提出了温室监控智能终端系统总体设计方案。本系统采用网络化的设计结构,主要包括以微控制器TM4C1230E6PM为核心的智能终端控制器,环境因子采集仪表和人机交互界面;控制器通过RS485总线,结合相关通讯协议,获取采样仪表传感器阵列信息;在嵌入LWIP以太网通讯协议的基础上完成端口通讯协议,数据监控中心通过RS485总线与各子系统进行信息交流,实现温室控制管理。人机互动界面是通过对温室环境气候的实时监测和干预,由监控中心与系统主控制器之间的信息交流完成的。温室监控智能终端系统采集的温室环境因子变化数据是监控中心进行调控的有力数据支撑,保证了温室作物生长处在一个最佳的生活环境。经过运行测试,该系统满足设计要求,满足实际生产需要。
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 温室控制技术国内外研究现状
1.2.1 国外温室技术的发展
1.2.2 国内温室技术的发展
1.2.3 国内温室控制系统存在的问题
1.2.4 温室技术发展趋势
1.3 课题研究内容
1.4 论文的组织结构
第二章 温室监控智能终端系统总体设计
2.1 温室监控智能终端系统功能设计
2.2 温室监控智能终端系统设计的原则
2.3 温室监控智能终端系统硬件和软件需求分析
2.3.1 系统硬件需求分析
2.3.2 系统软件需求分析
2.4 系统设计思想
2.5 温室监控智能终端系统工作原理
2.6 温室监控系统环境概述及其参数特点
2.6.1 概述
2.6.2 温度
2.6.3 湿度
2.6.4 光照度
2.6.5 CO2浓度
2.7 温室监控系统设计总体方案
2.7.1 系统硬件设计方案
2.7.2 系统软件设计方案
2.8 本章小结
第三章 温室监控智能终端系统硬件设计
3.1 温室监控智能终端系统控制器硬件设计
3.1.1 Cortex–M系列处理器概述
3.1.2 Cortex–M4 内核简介
3.1.3 TM4C1230E6PM微处理器
3.1.4 TM4C1230E6PM系统电路
3.1.5 按键输入与状态指示灯电路
3.1.6 接口模块
3.1.7 通讯电路
3.1.8 电源转换模块
3.2 温室监控智能终端系统测量模块采样仪表硬件设计
3.2.1 传感器的选型
3.2.2 温度传感器
3.2.3 湿度传感器
3.2.4 CO2浓度传感器
3.2.5 光强度传感器
3.3 本章小结
第四章 温室监控智能终端系统软件设计
4.1 温室监控智能终端系统主程序软件设计
4.2 温室监控智能终端系统逻辑控制软件设计
4.2.1 系统控制模式
4.3 系统通讯软件设计
4.3.1 智能终端系统与上位机之间的RS485 协议配置
4.3.2 采样仪与智能终端系统之间的RS485 协议配置
4.4 系统外围硬件电路的软件设计
4.4.1 显示模块的程序设计
4.4.2 键盘控制子程序设计
4.4.3 中断控制程序设计
4.5 系统人机交互界面设计
4.6 本章小结
第五章 温室监控智能终端系统功能测试
5.1 系统功能测试必要性
5.2 系统功能测试过程
5.2.1 测试平台搭建
5.2.2 控制器功能测试
5.2.3 系统采样仪表测试
5.2.4 人机交互界面功能测试
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
本文编号：3940986
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的目的和意义
1.2 温室控制技术国内外研究现状
1.2.1 国外温室技术的发展
1.2.2 国内温室技术的发展
1.2.3 国内温室控制系统存在的问题
1.2.4 温室技术发展趋势
1.3 课题研究内容
1.4 论文的组织结构
第二章 温室监控智能终端系统总体设计
2.1 温室监控智能终端系统功能设计
2.2 温室监控智能终端系统设计的原则
2.3 温室监控智能终端系统硬件和软件需求分析
2.3.1 系统硬件需求分析
2.3.2 系统软件需求分析
2.4 系统设计思想
2.5 温室监控智能终端系统工作原理
2.6 温室监控系统环境概述及其参数特点
2.6.1 概述
2.6.2 温度
2.6.3 湿度
2.6.4 光照度
2.6.5 CO2浓度
2.7 温室监控系统设计总体方案
2.7.1 系统硬件设计方案
2.7.2 系统软件设计方案
2.8 本章小结
第三章 温室监控智能终端系统硬件设计
3.1 温室监控智能终端系统控制器硬件设计
3.1.1 Cortex–M系列处理器概述
3.1.2 Cortex–M4 内核简介
3.1.3 TM4C1230E6PM微处理器
3.1.4 TM4C1230E6PM系统电路
3.1.5 按键输入与状态指示灯电路
3.1.6 接口模块
3.1.7 通讯电路
3.1.8 电源转换模块
3.2 温室监控智能终端系统测量模块采样仪表硬件设计
3.2.1 传感器的选型
3.2.2 温度传感器
3.2.3 湿度传感器
3.2.4 CO2浓度传感器
3.2.5 光强度传感器
3.3 本章小结
第四章 温室监控智能终端系统软件设计
4.1 温室监控智能终端系统主程序软件设计
4.2 温室监控智能终端系统逻辑控制软件设计
4.2.1 系统控制模式
4.3 系统通讯软件设计
4.3.1 智能终端系统与上位机之间的RS485 协议配置
4.3.2 采样仪与智能终端系统之间的RS485 协议配置
4.4 系统外围硬件电路的软件设计
4.4.1 显示模块的程序设计
4.4.2 键盘控制子程序设计
4.4.3 中断控制程序设计
4.5 系统人机交互界面设计
4.6 本章小结
第五章 温室监控智能终端系统功能测试
5.1 系统功能测试必要性
5.2 系统功能测试过程
5.2.1 测试平台搭建
5.2.2 控制器功能测试
5.2.3 系统采样仪表测试
5.2.4 人机交互界面功能测试
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
本文编号：3940986
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