智慧农业温湿度监控系统设计与实现(1).docx

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1、毕业设计（论文）开题报告专业物联网工程学生学号班号指导教师开题日期一、开题报告应包括下列主要内容：1 .通过学生对课题题目和课题研究现状、选题的目的和意义论述，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求。2 .进度计划是否切实可行。3 .是否具备毕业设计所要求的基础条件。4 .预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施。5 .主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告要求学生认真填写，由开题答辩组和指导教师填写意见、签字后，统一交所在分院保存，以备检查。指导教师评语：指导教师：开题答辩组审查意见:组长：组员:一、课题题目和课题研究现状我国环境温湿

2、度监测与国外的一些国家比起来相对较晚，但这并没有阻止我们保护环境的开发，我国的物联网技术的发展相对来讲就不落后了。中国早在1999年时，有些专家就开始对物联网核心和传感采集技术进行了深入的研究，我国的研发水平已经处于世界前列。培养出一大批人才，国内多家研究院和大学正在开展传感器物联网络硬件采集节点的研究。取得了很大的成就。例如：中国科学院计算技术研究所的设计“基于ZigBee无线通信协议的GA1NJ、GA1NZ等系列传感节点”；香港科技大学的“基于TeIoS-B平台的无线传感器网络节点”等。这些产品都是我们的骄傲。但有些地方还是有不足，需要继续改进，这也是我们继续研究的方向。在国外的智慧农业温

3、湿度监测比较成熟，像欧、美、日等发达国家的温湿度监控研究起步比国内要早很多，在环境监控方面拥有较多的手段和技术经验。从传感器采集层来讲，美国哈佛大学开发的无线传感器网络系统，用于监测室内外环境状况分析，它能偶监测二氧化碳浓度、空气温湿度、风向、风速等气象7大要素数据；目前物联网的发展还处于起步阶段，发达国家都在进行积极的研究。基于物联网的智慧农业环境监测系统结合物联网技术，并将Web终端、传感器和无线WIF1网络进行有效的结合,使农业内的运动人群可以通过Web终端对农业环境温度、湿度、空气质量等参数进行实时监测，当农业的环境发生异常时，系统会以铃声方式报警，种植户可以根据实际情况决定是否继续进

4、行改善环境。系统设计创新之处在于，结合低成本的传感器技术，可以实现对农业环境进行实时监测。二、选题的目的和意义国家对环境保护和监控越来越重视，不仅是室外环境，还包括了室内环境，环境的保护和监控可以有助于对农业生产的友好控制。在农业环境中很容易受到湿度、温度、灰尘等多种自然因素的影响，传统的靠人员和经验管理没有达到对这些关键性数据进行精细化管理和采集。在这种管理方式下，紧凭人的经验是不够的，因此智慧农业温湿度监测系统应运而生。智慧农业温湿度监测系统由主控单片机、O1ED屏幕、空气质量传感器、光照度传感器、温湿度传感器和WIFI通信模块组成，再搭配电源处理等电路，完成了对农业环境的监控。农业环境监

5、控系统会实时监测环境内的空气质量参数、湿度参数、温度参数,实时与WEB服务端进行通信，并作出相应报警操作。三、课题的基本内容，系统分为软件和硬件组成，主要功能描述如下：上位机：服务端对数据进行存储，对采集的信息进行预处理，硬件会定时的发送数据，进行实时的对服务端发送指定数据内容，软件对报文数据进行解析，最终存入数据库。客户端采用Web浏览器形式进行数据展示，包含用户注册登录、用户管理、数据管理等功能。通过温度、PM2.5、湿度等传感器进行数据采集。采集到数值以后进行数值转换，将转换后的数值显示在1CD上。数据以无线传输的方式发送到服务器端。设置报警功能，当检测数据超过阈值时蜂鸣器报警，并在液晶

6、屏上显示数据、数据库存储数据、服务端从数据库中调取数据、服务器端反向控制等功能。硬件：设计主要是为了农业环境的综合参数，分别是PM2.5、温度、湿度，配合报警电路、O1ED显示屏，实现基于物联网的智能农业温湿度监测系统的功能。智慧农业温湿度监测系统会实时监测农业的内各项指标，会实时的显示到O1ED屏幕上，环境参数超过标准值就会报警，预设的参数值是可以通过网络设置和实体按键设置。系统同时会将环境监测系统采集到的数据整理打包通过WIFI信号发送至服务器，WEB端可展示实时智慧农业温湿度监测系统数据和历史数据等，并可下发相应的配置指令。主要实现以下功能。能够采集PM2.5大小、能够采集湿度、能够采集

7、温度、能够采集光照强度、能够显示PM2.5阈值、能够显示湿度阈值、能够显示温度阈值、能够显示光照度阈值、能够实现按键配置阈值、能够通过WIFI技术上传智慧农业温湿度监测系统数据、能够通过WIFI指令配置系统的阈值大小能够通过蜂鸣器报警。四、研究方案及预期达到的目标智慧农业温湿度监测系统从需求出发完成数据采集、数据传输、数据存储和数据展示,异常报警等功能。传感器节点在湿地现场环境中采集温度、湿度、光照强度和PM2.5信息；传感器节点、网关和数据库服务器基于W1F1协议和TCP协议通信；基于MySQ1数据库，对于湿地环境参数、湿地报警信息和人员管理信息的增删改查；以WEB网页的形式为相关人员提供了

8、数据表格和图形化展示，一旦发生异常，会立刻报警并且客户端发送相应指令控制外部设备处理异常状况，将危害降到最低。系统根据要求做出模块分析与划分。本系统按照用户分为三个系统模块，分别是用户端、数据接收服务器以及硬件端。每个系统模块对应着其自己的子模块。用户端有登录与注册、数据报表管理等功能，硬件可以试试展示信息，通信端可以收发数据等等。数据接收服务器有数据采集、数据存储、数据接收与处理。系统通过传感器采集数据，以无线的方式将数据发送到服务器端。服务器端采用云对数据库进行存储，云服务器可购买阿里云，使用Centos7系统，自行安装数据库，以及对数据库表的设计，将数据存储在云数据库中，调用云数据库中的

9、数据显示在服务端，服务端可以反向控制。完成整个系统的设计与实现。基于单片机进行设计，选择DHT11温湿度传感器、MQ-135空气质量传感器、GP2Y1014AU粉尘浓度传感器、1CDI602显示器，服务端和单片机系统之间通过TCP/IP协议进行数据通信，使用Python语言进行界面开发设计。系统具有测量数据准确装方便、成本低、易操作等优点。五、为完成课题已具备和所需的条件软件环境：计算机处理器：Inte1Corei7550OU2.40GHZ2.40GHz计算机已安装内存：4.00GB计算机存储器：500GB操作系统：Windows764位开发软件：采用PythOn数据分析，Htm1开发Web界

10、面，数据库为MySQ1。硬件环境：选择DHTu温湿度传感器、MQ-135空气质量传感器、GP2Y1014AU粉尘浓度传感器、1CD1602显示器等六、预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施困难和问题：1、如何实现温湿度曲线预览图。2、登录时身份管理者的确定。3、各数据表之间的关联，如何关联到一起。解决措施：采用PythOn数据分析，系统可以自动保存每日测得的数据以便方便查验、上网查询相应的文档和设计思想对程序进行设计，登陆时，登陆者需要获得所浏览的权限，以及后台Web进行联网数据，硬件与软件之间通过WIF1模块进行相互链接，传递信息，通过不同协议收发数据等。七、进度安排1可行性分析

11、1周2需求分析2周3系统设计3周4系统实现5周5系统测试1周6撰写论文3周八、参考文献1ABEmge,EmgeAB,AfriantoI,AtinS.TemperatureandHumidityMonitoringSystemusingWire1essBasedXbeeonHydroponicP1antsJ.IOPConferenceSeries:Materia1sScienceandEngineering,2023,879(1).2JieXiao,JingTao1i.DesignandImp1ementationofInte11igentTemperatureandHumidityMonito

12、ringSystemBasedonZigBeeandWiFiJ.ProcediaComputerScience,2023,166.田彬彬,朱亮,孙歆锌.基于单片机农业温室温湿度监控系统的设计J.广东蚕业,2023,54(03):78-79.石戈戈.基于Atmega16单片机的温室湿度监控系统设计.湖北农机化,2023(03):140-141李玮琳,李学彪,王鹤.基于单片机的蔬菜大棚温湿度监控系统设计U1信息与电脑(理论版),2023,32(01):72-73.王子亮.基于单片机的温湿度监控系统设计研究J.现代盐化工,2019,46(06):72-73.陆宇哈,陈明,谢英俊,王涛,李强,李高翔.

13、智能加热搅拌装置无线温湿度监控系统设计J.科技视界,2019(32):21-22.网王红蛟.基于单片机的温湿度监控系统设计探究J.低碳世界,2019,9(10):288-289.9肖家涛.智能温湿度监控系统的实现J.电子技术与软件工程,2019(17):74-75.10袁静.基于STM32的计算机教室温湿度监控设计和研究J.继续医学教育,2019,33(08):34-36.11许欢,鲁志康.基于云平台的楼宇温湿度监控系统设计J绍兴文理学院学报(自然科学),2019,39(02):45-49.12姚刚,司维超,顾佼佼,董庆超.基于单片机的温湿度实时监控系统设计与实现J.计算机时代,2019(08):29-32+36.13RNSonawane,ASGhu1e,APBow1ekar,AHZakane.DesignandDeve1opmentofTemperatureandHumidityMonitoringSystemJ.Agricu1tura1ScienceDigest-AResearchJourna1,2019,39(2).”4史艳红,孙琼菲.基于单片机和WiFi的智能室内环境监控系统设计J.物联网技术,2019,9(04):36-38+41.九、备注附件图1系统功能图