研究背景

民以食为天，农业物联网面临着巨大市场需求。传统农业生产方式落后，生产率底下，抵抗自然灾害能力差，科技含量不高。而且近年来各种污染的问题层出不穷，空气污染、水污染和土壤污染等新问题严重威胁到粮食安全。随着信息技术和智能化生产技术的发展,自动化电子设备在生产生活中得到了越来越多应用,很多国家已经将智能化 应用农业生产中,我国农业的主要生产方式还是传统的耕作方式,随之带来的水土流失和大量使用化肥所带来的环境污染等问题日益突出,需要一种可持续的发展方式取而代之,智慧农业是一个不错的选择。

农业是我国国民经济发展的基础,在科技飞速发展的今天,将物联网、传感器、嵌入式等技术与传统农业模式相结合,发展现代化农业。智慧农业的出现,使农业生产水平得到大大提升,农业资源利用效率显著提高,实现智能化农业生产模式,建设优质、高产、低耗、高效的农业生态系统,同时减少浪费、防止污染,实现可持续发展。

研究目的及意义

智慧农业以传感器网络技术为依托,实现生产过程中环境信息的实时采集与监测,并通过云计算和大数据等多种技术手段,实现信息分析与生产的智能控制。与传统的有线传感器网络相比,无线传感器网络在复杂性与成本等方面都有着较大的优势,

一方面其对于资源节约具有重要意义：准确采集室温、湿度、土壤含水量、二氧化碳浓度以及作物生长状况等参数，并将室内温、光、水、肥、气等诸多因素综合考虑和智能控制，使其达到最佳状态，可有效节水、节肥和节药，使整体资源消耗显著降低；另一方面其对于农业生产高效化具有重要意义：通过先进信息技术是农业生产者更加灵活掌握作物生产变化数据，更加准确判断农作物生产需求，挺高了粮食生产的监测预警水平，增强了农业生产对自然环境风险的应付能力，提高了农业生产组织化水平，提高了劳动生产效率。

主要研究内容

本设计着重于保障农业生产质量，通过相关技术监控农业生产环境的空气温湿度、光照、降雨量、有机质含量、重金属含量、pH值以及植物生长特性等信息。

此外，本设计要求利用单片机控制技术、传感器网络技术、无线数据传输技术等，设计一个系统对农作物生长环境参数进行实时数据采集与监控，又能实现与终端的交互式通信，在一定程度上实现了农业大棚种植、仓库管理等的无线远程监控，确保了农产品质量可监控、可追溯，为农产品质量监控和生产管理提供有力的技术支持。

主要内容：

（1）数据采集部分布置：主要为在大棚中布置关于温湿度、光照、降雨量、pH值相关的传感器，主要为DHT11温湿度传感器、GY-302光照传感器、水位传感器Water Sensor(通过收集管水深来检测降雨量)、RS485MODBUS土壤PH值传感器；

（2）数据传输方案设计：通过蓝牙或者Zigbee无线技术在数据采集部分收集采集的信息并通过相对应的无线传输模块发送到STM单片机终端；

（3）终端显示监控设计：通过GSM无线通信模块定时发送实时信息到终端；

预期目标

系统整体由数据采集部分（相关传感器）、采集数据传输部分（蓝牙/Zigbee无线模块）、单片机控制部分以及GSM传输模块组成

（1）以STM32单片机作为系统核心，用DHT11温湿度传感器、GY-302光照传感器、水位传感器Water Sensor和RS485MODBUS土壤PH值传感器采集大棚环境信息，通过 GSM无线通信模块发送环境信息来搭建完整的系统硬件电路；

（2）以KeiluVision5为工作环境编写相关的系统控制程序，编译运行良好的控制程序；在Proteus仿真测试平台上做好仿真并成功通过仿真测试；

（3）测试，通过搭建好的传感器数据采集模块，获取当前大棚环境状况；