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雷达卡
选题背景与意义
在农业生产的进程中，依然面临多种自然因素的考验。诸如暴雨、干旱、飓风和高温等极端气候现象的发生频率与严重程度逐渐增加。这些非正常气候不仅直接影响作物生长，引发减产乃至绝收，还会改变土壤性质和水分分布，恶化作物的生长条件。传统的耕作方式主要依靠人力和经验来进行管理，存在效率低、资源使用不当的问题，难以应对日益增长的食物需求。传统农业在环境因素的精细监控和调整方面显得不足，无法确保作物处于最佳的生长状态，进而影响了产品的产量和质量。因此，亟需开发一种新的农业模式，以提升生产效率和可持续性，克服现代农业发展的障碍。农业温室作为一项重要的基础设施，在当今精准农业中扮演着至关重要的角色。它可以为作物营造一个较为稳定和可控制的成长空间，有效抵抗外部恶劣自然条件的干扰。通过在温室内部安装适当的保温、遮阳、通风设施，能够精确控制温度、湿度、光照等环境指标，为作物提供理想的生长条件，从而大幅提高作物的产量和品质。温室技术还使得作物能够在非季节期间生长，突破了传统农业受季节约束的局限，保证消费者在各个季节都能享用到新鲜的农产品。这不仅丰富了市场供给，满足了人们对多样化产品的需求，也为农户带来了额外的经济收益。以草莓栽培为例，借助温室进行反季节栽培，可以使草莓在冬季上市，这时的价格较高，经济效果明显。
技术框架
ZigBee采集节点 + ZigBee协调器节点 + WiFi无线通信技术 + 移动应用
实现功能
- Zigbee网络组建：建立ZigBee无线传感网络，实现田间监测点与管理中心之间的数据交换；
- 温度湿度监控：利用DHT11温湿度传感器持续监测田地环境的温度和湿度信息；
- 土壤湿度监控：使用YL-69土壤湿度传感器持续监测田地环境的土壤湿度；
- 光照监控：采用5516光敏电阻传感器持续监测田地环境的光照水平；
- 二氧化碳浓度监控：运用JW-01二氧化碳传感器持续监测田地环境的二氧化碳浓度；
- 手动控制模式：在手动控制模式下，用户能通过按钮或移动应用来操控补光、灌溉和降温。
- 自动控制模式：在自动控制模式下，当温度低于预设最低限值时，会自动启动风扇进行降温；当土壤湿度低于预设最低限值时，会自动启动水泵进行灌溉；当光照低于预设最低限值时，会自动开启补光灯。
- 阈值设定：用户可通过按钮和移动应用来设定温度、湿度、土壤湿度、光照和二氧化碳浓度的阈值；
- 屏幕展示：通过显示屏来展示并更新田地环境的实时数据；
- 移动应用监控：借助WiFi无线通信技术将监测数据发送至移动应用，用户可在移动设备上查看实时田地数据、设定参数阈值和操控设备。
系统总体设计
- 采集单元
- 温度湿度检测单元（监测空气的温度、湿度）
- 土壤湿度检测单元（监测土壤水分量）
- 光照检测单元（监测环境光照强度）
- 二氧化碳检测单元（监测环境中的二氧化碳浓度）
- 负责收集环境中的各项重要参数。
- ZigBee终端节点（CC2530微控制器）
作为数据处理和通信的中介节点，接收来自采集单元的环境数据，并通过ZigBee网络技术与ZigBee协调器节点进行双向通讯。
控制单元，根据指令执行控制动作；由电源供电单元提供动力支持。
- 控制单元
- 风扇控制单元（调节空气流动、降温）
- 补光控制单元（提供额外光照，例如植物生长灯）
- 灌溉控制单元（控制灌溉系统）
- 接收ZigBee终端节点的指令，对环境设备实施智能控制。
- ZigBee协调器节点（CC2530微控制器）
是ZigBee网络的核心协调节点，负责接收终端节点提交的环境数据，同时向终端节点发送控制指令。
连接多个辅助单元：
- 屏幕显示单元：实时显示环境参数、系统状态等信息；
- 按键控制单元：用于手动设定参数、切换模式等操作；
- 蜂鸣器警报单元：当环境参数超过阈值（如温度湿度异常、二氧化碳浓度过高）时，发出警报提示；
- WiFi通信单元：通过WiFi无线通信与移动应用连接，实现远程数据查看、远程控制等功能。
同样由电源供电单元提供动力。
本系统通过“采集 - 传输 - 分析 - 控制 - 远程互动”的流程，实现了环境参数的自动化监测、设备的智能化控制，以及移动终端的远程管理，使得农业生产和环境管理更为高效和智能化。
实物效果图
京公网安备 11010802022788号
