现代农业自动化管理中温湿度控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

1．研究的背景、目的及意义

温室是指具有屋面和墙体结构，增、保温性能优良，在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量的大型保护设施总称。温室多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类很多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料聚碳酸脂温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加温温室等。19世纪初，英国开始致力于温室加温设备及屋面坡度对进光量影响的研究。19世纪后期，温室栽培技术从欧洲传入世界各地，并逐步取得应用普及。自20世纪70年代以来，国外设施农业发达的国家在温室环境配套工程技术方面进行了大量研究，温室大棚要实现更好的农业生产，最关键的是要实现对农业生产环境相关的一些参数进行检测和控制。例如：空气的湿度、温度、二氧化碳含量、光照强度、土壤的含水量等，其中最关键的是控制温度、湿度和光照。早期温室大棚温湿度参数的测量主要是利用温度计、湿度表等进行人工测量，根据测量结果，对不符合生产要求的湿度和温度等通过温室大棚内部的降温、灌溉等装置来进行调整，这种人工控制的方法精度差、效率低、工作量大、可靠性不高。荷兰作为花卉大国，花卉经济效益约占荷兰农业生产总值的22％，出于对温室的高要求，荷兰在1974年开始研发并生产出了以计算机为核心的温室控制系统，并践行新型部件的商业化生产。这种新型温室为大棚温室注入活力，温室开始从传统温室向智能化温室发展。

而我国智能化温室发展较缓，我国的农业发展虽然有相当长的历史，蔬菜、花卉等农作物的种植栽培技术早在两千年前就已经开始发展了。但在20世纪30年代，我国还在利用原始的塑料大棚种植蔬菜。这种温室大棚的光照、温度等环境条件远远不能满足喜温作物的生长需求。在20世纪60年代，我国的设施农业还处于规模小、水平低、发展速度缓慢的阶段。到了20世纪80年代，随着经济的发展和科技的进步，大棚温室进入快速发展时期，我国农业科研人员在温室环境的控制和管理领域开始应用计算机，对温室中的温度、湿度、光照等环境因子的控制技术进行了研究。1982年，中国农业科学研究院建立了第一个农业系统计算机研究机构，并首次在温室环境的控制中应用了计算机系统。温室环境控制系统的研究在我国逐步发展起来。从90年代开始，我国的设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展，不仅温室大棚的面积迅猛增长，质量也有大幅度的提高。我国的农业生产自改革开放以来取得了可喜的成绩的同时，也凸现出来越来越多的问题，这些问题严重制约我国农业可持续发展，如果得不到及时解决，将成为发展中的瓶颈。其存在的问题有：首先是我国人口众多，其次是资源短缺，再次是我国农业生产的农产品成本高以及科技含量低，没有形成规模产业。总体上看，我国温室农业的自动化水平及智能化技术程度与发达国家相比，还处于落后水平。解决这些问题的关键在于我国农业要实现从传统农业向以高效、优质、高产为目的的现代化科技农业转型，缩小与国外技术的差距，加快我国农业现代化进程。因此，我们应该研制出适合我国农业发展国情的温室控制系统，并广泛的推广应用在农业生产中。

2. 研究内容和预期目标

2．主要研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个单片机的温湿度检测与控制系统，该系统由几大模块组成，其中单片机控制模块是核心模块，该模块采用stc89c51作为主控制器。

3. 研究的方法与步骤

3．拟采用的研究方法、步骤

研究方法：

根据系统不同的模块，将查阅相关资料，选取合适的硬件设备，使用仿真软件绘制电路图测试可行性，再完成实物烧制程序运行测试。

4. 参考文献

4．主要参考文献

[1]肖金球等.单片机原理与应用技术[m].北京：清华大学出版社，2019

[2]朱学莉.智能建筑环境检测与控制技术[m].北京：中国电力出版社，2012

5. 计划与进度安排

5．具体进度安排（包括序号、起迄日期、工作内容）

（1）2022-10-27～2022-3-11 查阅相关技术资料，撰写开题报告。

（2）2022-3-12～2022-4-8 硬件功能分析，熟悉单片机（或其他）指令及编程语言。