摘要
智能农业产品通过实时采集温室内温度、土壤温度、湿度信号以及光照、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。通过模块采集温度传感器等信号，经由无线信号收发模块传输数据，实现对大棚温湿度的远程控制。智能农业还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库的温湿度平衡。
目录
1系统硬件设计
11硬件电路设计总框图
1251单片机4
131286液晶屏4
14 ESP82664
15pcf8591芯片4
2视频监控以及太阳能跟踪设计5
21无线WFi路由模块5
22摄像头模块5
23太阳能追踪5
24基础组件6
3软件设计6
31软件设计6
1.硬件设计 1.1光强传感器 光传感器是一种传感装置，主要由光敏元件组成，主要分为环境光传感器、红外光传感器、太阳光传感器、紫外光传感器四类，主要应用在改变车身电子应用和智能照明系统等领域。现代电测技术日趋成熟，由于具有精度高、便于微机相连实现自动实时处理等优点，已经广泛应用在电气量和非电气量的测量中。然而电测法容易受到干扰，在交流测量时，频率响应不够宽及对耐压、绝缘方面有一定要求，在激光技术迅速发展的今天，已经能够解决上述的问题。 1.2温湿度传感器 温湿度传感器只是传感器其中的一种而已，只是把空气中的温湿度通过一定检测装置，测量到温湿度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，用以满足用户需求。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，所以温湿度一体的传感器就会相应产生。 温湿度传感器是指能将温度量和湿度量转换成容易被测量处理的电信号的设备或装置。 市场上的温湿度传感器一般是测量温度量和相对湿度量。 1.3阿里云平台 飞天（Apsara）诞生于2009年2月，是由阿里云自主研发、服务全球的超大规模通用计算操作系统，目前为全球200多个国家和地区的创新创业企业、政府、机构等提供服务。飞天希望解决人类计算的规模、效率和安全问题。它可以将遍布全球的百万级服务器连成一台超级计算机，以在线公共服务的方式为社会提供计算能力。飞天的革命性在于将云计算的三个方向整合起来：提供足够强大的计算能力，提供通用的计算能力，提供普惠的计算能力，可以利用WiFi模块连接上阿里云平台。 1.4ESP8266 ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi 透传模块，可将用户的物理设备连接到Wi-Fi 无线网络上，进行互联网或局域网通信，实现联网功能 1.5pcf8591芯片 12C总线是 Philips公司推出的串行总线，整个系统仅靠数据线(SDA)和时钟线(SCL)实现完善的全双工数据传输，即CPU与各个外围器件仅靠这两条线实现信息交换。12C总线系统与传统的并行总线系统相比具有结构简单、可维护性好、易实现系统扩展、易实现模块化标准化设计、可靠性高等优点。在一个完整的单片机系统中，AD转换芯片往往是必不可少的。PCF8591是一种具有|2C总线接囗的AD转换芯片。在与CPU的信息传输过程中仅靠时钟线SCL和数据线SDA就可以实现。 2.视频监控以及太阳能跟踪设计 2.1无线WFi路由模块 无线WiFi路由模块采用的是DB120路由器，此路由器需要刷机升级成Openwrt系统。在同一网段内通过浏览器登录192.168.1.1，选择"0829 openwrt-rc6-RG100ADB120- squashfs-cfe。bin"版本的固件进行烧录。固化后，该路由模块可作为转发站，实现USB摄像头的加载及与单片机的串行通信。 2.2摄像头模块 本项目选用 openwrt摄像头 Wooya30W像素免驱高清MT7688USB摄像头模块，通过路由器的ip地址传输就能快速实现摄像头的挂载。挂载成功后，可通过路由器的wFi转发摄像头的动态视频至手机或者电脑控制端。 2.3太阳能追踪 自动跟踪装置由单片机、方位角跟踪机构、和自动控制装置组成。单片机作为太阳能跟踪装置的判断机构；方位角跟踪机构由4个光敏电阻组成作为太阳角度的采集机构；执行器包括电机和传动齿条。控制单元由单片机和电机驱动组成，并与照度传感器、方位角和驱动电机连接。改变以往太阳能板固定不变，通过实时追踪太阳提高发电效率。 2.4基础组件 1个双轴太阳控制板+1个电机驱动板+2个减速电机+1电机外壳+2块小太阳能板5V0.5W 3.软件设计 3.1软件设计 本系统运用阿里云平台，阿里云是全球领先的云计算及人工智能科技公司，致力于以在线公共服务的方式，提供安全、可靠的计算和数据处理能力，让计算和人工智能成为普惠科技。 在项目中，用户通过阿里云平台开放源为用户提供基础代码，团队通过系统要求，编写了环境数据实时记录，环境预测以及微信通知功能。 用户监控端通过WiFi路由器进行数据传输，因此开发人员在软件设计与实现过程中需要对监控视频动态显示，控制界面GUI设计及网络编程（Socket）。 项目研发过程中，太阳能跟踪系统及传感器基础数据采集选用Keic51开发环境进行软件编程，控制选用编程简单灵活、可移植性强的QT开发环境，进行 Wind ows控制端的GUI设计、 Socket编程及视频动态显示。此外，还选用了单片机多功能调试助手软件、 TCPUDP- Debug软件进行单片机的通信测试。
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