草莓生长过程中的检测与控制系统设计开题报告

全文总字数：1739字

1. 研究目的与意义

随着我国综合国力的迅速增长以及人们对生活品质的要求越来越高，在一年四季都能吃到各种水果的需求越来越大，草莓更是受到大众的青睐。而利用温室大棚已经成为农业增产的一个重要方式。现代农业生产中的一个重要途径就是对自然环境的一些相关参数进行检测和控制。在农业生产中，自然环境的条件与作物的生长、发育、能量交换息息相关，进行环境参数的测控是实现现代农业生产管理自动化、科学化的基本保证，通过采集到的环境参数的分析，结合适宜作物生长发育的条件，控制周围环境的条件，能使农作物达到优质、高产、高效的生产目的。

本课题研究的正是草莓生长过程中的检测与控制系统设计，主要根据草莓从幼苗生长、开花、结果到成熟的生长规律，通过STC89C51单片机以及温度、湿度、营养度传感器来检测土壤的湿度、温度和营养度，并控制湿度、温度和肥料含量，使草莓生长在较佳状态，达到投入与产出最大化，同时可以控制草莓成熟时间，达到草莓最佳出售价格。

2. 国内外研究现状分析

现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室的控制系统全部由计算机操作。日本研制的蔬菜大棚在光照、播种、间苗、灌水等作业的自动化和无人化方面都有应用。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观测50km以外温室的光、温、气和水等环境状况，并进行遥控。韩国为扩大生产规模及降低生产费用，温室内设置了光照控制等环境因子的自动化装置。目前以色列走在了发展温室高产农业的前列，其先进一体化智能光照控制温室、配套监控系统软件平台及其相关设备均为世界领先水平，极大程度上弥补了其本国农业资源、气候环境和基本国情的先天不足。

目前国内对环境参数的采集方法，主要是采用温度计、湿度计来采集温度值和湿度值，通过人工操作相关控制设备来控制温度、湿度。但是由于温度计、湿度计精度比较低，以及

人工读数的人为因素造成的误差等原因，温湿度检测不仅效率低、精度低、时差性差，而且工作人员的劳动强度大。随着科技的发展，各种传感器、模数转换器、报警器等电路被研制出来，且能组成的温湿度检测控制系统运用于农业生产中，可对环境内的各个监测点进行巡回检测，检测速度、精度得到提高，降低了劳动强度。随着单片机功能的日益强大和计算机的广泛应用，人们对参数检测的准确性、稳定性要求也越来越高。将单片机等智能设备运用于农业生产中能进一步提高生产效率、作物产量等。

3. 研究的基本内容与计划

软件结构:程序总流程设计，参数设置程序，现场数据采集显示，报警程序

硬件结构:单片机最小系统、a/d转换电路、各传感器电路（温度、湿度、营养度）、报警电路、液晶显示电路、按键控制电路

预期成果:该装置可以通过温度传感器检测环境温度和土壤温度，通过湿度传感器检测土壤湿度，通过土壤营养度传感器检测土壤肥料含量，经过a/d转换后，所得数字信号进入单片机进行数据处理，最后将处理结果通过液晶显示器显示，当测量值超过设置的上下限时，相应的指示灯会亮并且蜂鸣器报警。如果测量值在阈值范围内，则显示相应数值。且当土壤湿度低时水泵进行灌溉，温度低时加热高的时候通风，土壤营养度低时喷灌肥料。

4. 研究创新点

当今国内大多数对大棚温度、湿度、营养度的检测与控制均采用人工管理，既费钱又达不到预期的效果，而该装置能够精确地对这些环境参数进行测量、控制，不但能提高精确度、降低成本还能达到增产的目的，一举多得。