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毕业设计(1)基于MicroPython的大棚监测控制系统的程序设计与模型设计

发布时间:2019-02-26 点击数:799

    智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去,运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制,使传统农业更具有“智慧”。除了精准感知、控制与决策管理外,从广泛意义上讲,智慧农业还包括农业电子商务、食品溯源防伪、农业休闲旅游、农业信息服务等方面的内容。


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    智慧农业是农业生产的高级阶段,是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体,依托部署在农业生产现场的各种传感节点(环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等)和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。


    本次实验以大棚监测控制系统为目标,使用TPYBoardv102开发板、各种传感器、电机等,实现一个智能大棚监测控制系统的基础模型。


    系统主要的技术特点:


    监控功能系统:根据各类传感器来获取植物生长的环境信息,如监测土壤水分、空气温度、空气湿度、光照强度等参数(大家可根据自己的需求,增加其他参数,如二氧化塘、土壤温度等)。


    自动控制系统:TPYBoardv102开发板作为主控模块,负责各个环境信息的收集与汇总,并根据以上各类信息的反馈对农业大棚内进行自动灌溉、自动降温、自动卷遮光罩等自动控制。


    所需器件


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    实物图:(部分主要器件)


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    程序设计


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    (1)获取温湿度数据,当温度高于阈值时,触发继电器,打开排风扇,反之关闭;

    (2)获取土壤湿度数据,当湿度低于土壤湿度检测模块的阈值时,土壤湿度检测模块的OUT引脚会输出高电平,这时触发继电器,启动水泵进行灌溉;

    (3)获取光照强度数据,当光照强度高于阈值时,触发步进电机,卷起遮光罩,反之盖上。


    实物连接


    先连接电源部分。电源部分主要涉及到降压模块和按键开关。先用万用表,找出按键开关中哪两个引脚是按下导通,弹起不导通的。这里,我们假设为引脚A和引脚B。


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    各类器件没有固定,看起来有点乱。接下来,用热熔胶把器件整齐的固定在洞洞板上。


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    本次我用步进电机来模块遮光罩的卷起和放开。为了能明显的看到步进电机的转动效果,我在步进电机上粘了一个塑料小风扇。


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    还有一处地方,就是降压模块的OUT输出电源要接到开发板上,用于给其供电。整体效果如下图:


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    程序调试


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    接线完毕后,就要将最重要的程序放到开发板上。首先,通过USB数据线将开发板接入电脑,电脑上会出现一个类似U盘的可移动设备,名称为【TPYBFLASH】,把程序拷贝到里面即可。


    注意:操作开发板磁盘时,板载的红色LED会亮,说明开发板正在保存操作,需等待红灯熄灭再进行其他操作。


    演示效果


    程序调试完,拔掉USB数据线。放入18650电池,按下按键开关即可。不同的环境下,土壤湿度和光照模块需要调节灵敏度(转换模块上的蓝色按钮)。



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