田间控制终端设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

田间控制终端旨在接受来自各个传感器传回的田间生产相关参数，并且对这些参数进行处理、储存，然后发送给远程控制中心，远程控制中心经过设定的控制算法得出相应的控制指令，并且发回给田间控制终端，最后由田间控制终端控制相应的执行器工作。

从原始农业的粗放种植和养殖，到传统农业的精耕细作，再到近代的工业化农业，再发展到最后的现代化农业，科学技术的进步与发展在其中扮演着重要的角色。随着现代科技的发展，自动化技术逐渐取代了传统农业的生产模式，世界农业科技发展将呈现新的趋势。精细农业是现代农业发展的潮流，它是由信息技术支持的定位、定时、定量实施的一整套现代化农事操作与管理的系统。信息采集是实施精细农业变量作业的重要组成部分，光谱检测以其简便、快速、精度高和无损检测等优点，成为当前国内外田间信息采集研究的热点。国外开展精准农业研究较早,一些大学等研究机构和公司陆续开发了农田信息采集终端和相应的软件, 如美国sta rpal 公司生产的hgis( hand held geographic information systems tm)系统, 该系统运行在基于wince操作系统的po cketpc设备, 能进行gps位置、田间地物分布和土壤采样等矢量和属性信息的采集记录。美国esri公司也推出了野外信息采集软件arcpad, trimble公司也开发了可用于农田作业信息采集的aggps160、ez-map 等便携式软硬件设备。国内从事这方面的研究刚刚起步,方彗等研究开发了一种基于掌上电脑的农田信息快速采集与处理系统,该系统采用从底层开发专用小型gis系统的方式实现农田信息采集管理系统。

现代农业是以资本高投入为基础，以工业化生产手段和先进科学技术为支撑，用科学的经营理念来管理的农业形态。现代农业的核心是科学化，特征是商品化，方向是集约化，目标是产业化。田间终端通过相应的传感器，得到田间实时监控数据，进行处理后再将数据传送到远程控制中心，远程控制中心通过设定算法得到控制指令，并把控制指令送回给田间终端，田间终端在控制相应的控制阀、变频器等执行机构，以改变田间湿度、温度等参数。通过田间终端控制，减少了人们进行农业生产的工作量，并且更加精细、高效，进而实现集约化和产业化，符合现代农业的经营理念。

2. 研究的基本内容与方案

设计任务：

（1）选择适当的传感器及其核心芯片，并完成系统的硬件设计。根据设计要求，终端主要需要采集田间的温度和湿度，并通过rs—485方式把采集到的信息传送到单片机，故可以选用温湿一体的数字传感器（可省去模数转换模块）；单片机可以选择at89c51；然后再构建键盘与触摸屏和单片机的接口电路；最后构建好单片机与远程控制终端的gprs通讯模块。

（2）完成系统的软件设计并进行仿真调试。软件设计主要涉及温湿一体传感器与单片机的rs—485通讯、单片机与远程控制终端的gprs通讯、单片机对相应的电磁阀和变频器的控制以及键盘和触摸屏对单片机的输入操作；在仿真软件中搭建好硬件电路，进行仿真调试，直至满足设计要求。

3. 研究计划与安排

第1-3周 根据指导老师下达的任务书查阅相关资料，完成开题报告和技术方案；

第4-5周 根据开题时计划的方案，学习相关知识，认真总结，并上传阶段性成果；

第6-9周 以单片机为核心，协调好单片机与传感器的数据传输，设计传感器采集电路以及rs—485的驱动电路，设计人机接口电路，并绘制其相应的原理图和pcb；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 潘群，向军，王琳. rs-485串行通信接口电路的设计与应用[j].常州工学院学报，2009，22（3）：38-42.

[2] 姜立明，庄卫东. zigbee / gpＲs 技术在精准农业中的应用研究[j]. 农机化研究，2014，（4）：179-182.