现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制，实现自动管理或无人管理。例如：空气的温湿度、土壤湿度、光照度、二氧化碳浓度等。这些参数的检测和控制会受到地形地貌、规模的限制，实现起来还有很多困难，但温室大棚具有特定的地形、封闭的环境，实现起来相对容易一些。温室大棚的管理水平一定程度上体现了一个国家和地区的农业发展水平。未来农业的自动化、信息化、科学化和无人值守种植将首先在温室大棚上得以实现。
综合分析以上因素，我们提出一种对温室大棚实现检测和控制的解决方案——智能大棚集群控制系统。本项目充分利用了GSM、CDMA等现有网络，借助WIFI、 ZigBee等模块可实现对单个大棚和多个大棚的同时检测和控制，把个体生产和规模化生产相结合，具有结构简单、运行灵活、经济实惠、性能可靠的优点。不但能满足个体农户生产的需要，还便于企业实现规模化的生产。
【二】产品整体概览
智能大棚以IAP15F2K系列为主控制芯片。大棚外部设ZigBee通信模块、GSM通信模块、太阳能发电模块、卷帘驱动模块、键盘模块、电源模块、WIFI模块和无线模块等组成，大棚内部有温湿度传感器、摄像头模块、浇灌驱动模块、报警模块、补光加热等。太阳能电池板能自动寻光给蓄电池和系统供电。
环境检测由AM2301数字式温湿度传感器和土壤湿度传感器等组成，分别检测温室大棚的空气温湿度、土壤湿度等。通过这些外围传感器进行数据采集，CPU对数据进行处理后传送到液晶显示屏显示实时信息，当检测到用户的远程状态请求时，主控芯片也可以通过GSM模块将信息发送到用户手机上，实现远程检测和控制。通过WIFI模块将信息和实时视频发送到平板电脑上，进行远程检测和视频监控。在待机状态下，主控芯片不断监测键盘、GSM模块、WIFI模块、无线遥控或计算机的控制指令，根据不同的指令控制相应的继电器驱动电路，由继电器来控制通风、喷灌、加热、补光和农药喷洒等装置，从而实现大棚的自动控制和无人值守。
【三】产品简单框图
【四】控制板
1.jpg1309x795 273 KB 【五】部分模块作用介绍
1、ZigBee通信模块
采用ZigBee模块，组网方便，无需新建网络即可实现多个大棚的同时检测控制。ZigBee接收模块通过USB转串口与PC机通信。可在线查看各个当前大棚的温度、湿度和土壤湿度等。界面上还有许多控制按钮，可控制大棚灌溉、农业喷洒、通风、加热补光和卷帘等。
2、GSM通信模块
采用GSM TC35i通讯模块，充分利用现有网络，无需单独组网，运行安全稳定，结构简单、运行灵活、经济可靠。而且可以实现远程控制（跨省、跨区域）。GSM模块接收到手机指令后，会通过串口通信与单片机连接，单片机接收到指令便会执行。
3、摄像头模块
摄像头连接WIFI模块以后，可以通过平板电脑来实时查看大棚内部情况。摄像头可通过平板电脑控制对其上下左右移动来查看大棚内部信息，可做到查看大棚内部无死角。
图片2.jpg789x1000 132 KB 4、温湿度传感器
温湿度传感器的种类多，选择余地大，本方案采用AM2301温湿度传感器。把温度测量模块直接送入主控器，通过单片机的内部A/D采集信号，设置为第一路信号，可精确到0.50℃，满足应用要求。湿度测量模块，调理后也送入主控芯片，设置为第2路信号。由于AM2301有0.70%RH的温度系数，在信号调理电路中进行了温度补偿，在35%--85%RH范围内可精确到2%RH。其测量结果会实时显示液晶屏上。
5、土壤湿度传感器
采用3线制土壤湿度传感器。由于土壤中含有矿物质离子，这些矿物质离子都溶解在土壤中的水中。如果将两个电极插入土壤中，电极之间就可以通过这些离子导电。通过测量两电极之间的电阻值来表征土壤湿度的大小。由于两级间的电阻与电压成正比，所以通过计算两级的电压来表征土壤湿度。在测量电压之前，需将传感器得到的模拟电压信号经过A/D转换成数字信号以便单片机处理。当单片机检测到低于设定值时，便自动启动灌溉系统。
6、WIFI模块
WIFI模块，来实现与互联网的通信和控制。摄像头通过自动连接WIFI，无线传输大棚内部情况，在任何地方都可以随时随地查看大棚内部情况。还可以通过平板电脑的控制按钮，来远程控制大棚的卷帘、通风、加热补光、灌溉、农药喷洒等，在信息显示栏还实时显示大棚中的参数。
【六】后期可新增功能
1、语音播报模块
主控芯片通过检测控制设备对大棚当前的工作状态，来给语音模块反馈信息，使其播报当前工作项目是什么。主要在大棚近场工作时使用。
2、点阵屏模块
大棚外面可放置点阵屏，来显示各个大棚的编号和当前工作的工作状态。
3、烟雾、气体传感器
大棚内部可放置烟雾传感器，防止有火灾发生。以及气体传感器，检测内部二氧化碳等其他。
【七】未来发展
从农业时代到工业时代再到信息技术时代，科学技术不断推进，造就了需多新兴事物,如互联网、物联网、移动通信、云计算、大数据等,一批新一代科学技术与行业产业紧密结合。然而，民以食为天，无论社会怎样发展，农业的发展不能忽视，它是其他行业、产业和人类社会发展的基础和保障。
纵观数千年的国内外农业史，我国农业的过去和未来可以归纳为三个阶段：分别是以体力劳动为主的小农经济时代（农业1.0）；以机械化生产为主、适度经营的“种植大户”时代（农业2.0）和以现代科学技术为主要特征的农业（农业3.0）。我国目前处于农业2.0到农业3.0的转型期，它的跃升将是加速的，是农业生产方式的根本性变革。未来现代化农业将是规模化、机械化、自动化、信息化和科学化的。
做一款智能温室大棚是有必要的！！！
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