第1章緒論1.1研究背景及意義我國自古以來就是一個人口大國，所以農業生產就是國家生存的重中之重，只有農業足夠發達才能夠使人民有足夠的糧食。我國在古代也曾是農業先進大國：夏、商、周時期，中國發明金屬冶煉技術，青銅農具應用于農業生產。農業技術開始了發展。春秋戰國時期煉金技術的發明標志著新的鐵農具和畜力得以利用，農業生產的大發展得到了推動。秦漢時期各種各樣的農具被發明后運用。唐、宋、元時期的經濟重心由北往南轉移，出現了許多的農業種植的書籍，棉花得到推廣，土地利用方式增多，南方與北方農業都有大發展。在近現代我們經歷了抗戰、內戰、文化大革命等事件，不可避免地阻礙了農業的發展歷程，同時人口增長更加劇烈。用現有的耕地和種植技術養育人民有了巨大難題，我們只能通過進口糧食解決這一問題。經過改革開放后多年以來的休養生息，國民經濟快速增長，我們對農業的研究和應用技術越來越重視，特別是蔬菜基地環境監測系統已經成為現代農業的重要組成部分。現代農業生產以機器代替大部分勞動人民，還可以根據農作物的生長環境創造出更適宜農作物的生長條件，使農作物可以在依靠現代農業科學成果下打破自然規律，在寒冷的冬季也有新鮮的蔬菜可以食用。我們可以通過科技的發展蔬菜基地環境的一些重要參數進行檢測和控制，例如：空氣中二氧化碳的含量、空氣的溫度濕度、土壤的溫度濕度、太陽的光照強度等。我們需要對蔬菜基地環境進行密切監測，通過對蔬菜基地環境監測數據的分析，結合農作物生長的發育規律并利用現代科學創造出對農作物更加適宜的生長環境，增大農作物的產量，提高農作物的質量。蔬菜基地環境中的各項變量參數影響著蔬菜的生長，時至今日，大部分環境參數存在測控精度低，人工勞動強度大等一系列的缺點，浪費了許多的人力資源，難以提高蔬菜生產量。因此，積極發展農業現代化設施是重中之重。我們要學會利用現有的科學條件，精確農業科研的精度，促進農業發展，合理科學的控制蔬菜基地內的環境參數，使環境利于蔬菜生長。近些年來，蔬菜大棚快速發展。打破了四季規律的生長條件以及越來越高的產量，使人們對蔬菜大棚的性能要求更加高。蔬菜大棚基地的自動化發展也大大提高了生產量。蔬菜基地環境監測系統不僅完全符合當前社會所需要的自動化、集約化生產。還可以通過編程，針對生產不同農作物所需要的不同環境條件，進行生產種植。蔬菜基地環境監測系統利用顯示模塊對蔬菜大棚的環境條件監測情況進行實時顯示，工人對周圍的環境數據更為方便簡單的進行了解。經過上面的總結，蔬菜基地環境監測系統的產生和發展不僅可以幫助人們減輕繁冗復雜的工作內容，減少降低人們的工作強度，還可以提高生產的精準度和增加產品的生產力。蔬菜基地環境檢測系統主要作用是監測周圍環境的溫度濕度、太陽光照射強度、二氧化碳含量等參數。通過設計想法分析，可以自動控制簾卷門對陽光進行遮擋、噴灌澆水、頂窗側窗開窗通風、提高溫度補充光照等設備。還可以通過智能手機、計算機、平板等智能設備向管理者發送實時監測參數、超過設定閾值報警信息，實現遠程觀測現場環境信息、智能遠程管理。減少人工成本，實現無人值班，精準掌控，有效避免生產風險。中國以占有世界五分之一的人口，僅有不足十分之一的耕地，因此中國的土地密集農業產品在國際市場上競爭不過農業發展大國。農產品和蔬菜的貿易是解決全球許多國家食品安全的重要途徑。在不能增加種植面積的情況下，只能增加同等面積下的產量，所以本設計的重要性便得以展現。希望在現代農業進步巨大的同時各位也要節約糧食，雖然科技的發達使勞動力得到解放，但每粒糧食還是來之不易，我國至今還有許多山區、貧困區面對著糧食難題。希望在未來的某天，我們也能成為以糧食和蔬菜出口的國家。1.2國內外研究現狀2017年，深圳大學信息工程學院的區耀中等設計了溫室大棚的自動化控制，實現了對溫室大棚各個參數的控制。2021年，南京郵電大學的郝雪飛將ESP8266芯片作為核心技術，設計了一套溫室大棚的智能傳感器系統，實現了一個功能全面的智能農業系統。2021年，咸陽市農業科學院的劉偉等分析基于大數據的物聯網技術在農業生產中的應用現狀，表明可實現溫室環境參數自動控制和水肥智能供給。同時，通過相關算法和預測模型可實現相關作物病蟲害預警，為病蟲妨害提供新思路。2013年，美國Hossain，MD.bipul等在PubMed期刊中介紹基于CC2430的傳感器節點、控制節點和網關節點，描述了硬件電路的設計方法和軟件流程圖。通過實時監測光照等環境因子，對噴霧系統、通風機、照明燈進行自動控制，以滿足作物生長需要。2021年，英國GuanShouping等在英國工程技術學會提出一種新的PNN評價算法在分散溫室監測系統中的應用。實驗結果表明，與傳統的基于PNN的算法相比，優化后的PNN算法具有網絡結構更簡單、分類精度更高、需要較少的訓練樣本等優點。另外，由于其計算和存儲要求都在微處理器的限制范圍內，因此更適合于基于微處理器的監控系統。2021年，美國Jahan，Nusrat等在施普林格.自然期刊發表《SmartGreenhouseMonitoringSystemUsingInternetofThingsandArtificialIntelligence》，FIS節點利用相同的網絡將物聯網感知層數據傳送到應用層。為了保證數據安全，考慮了四類潛在的物聯網感知層攻擊，并通過混淆矩陣展示了它們發生的概率。之后，采取必要的措施來禁止攻擊。這里在最后的模擬中考慮冬季作物，當冬季的最適溫度為24攝氏度，濕度為76.00%時。系統93.62%能夠檢測到感知層的任何攻擊或安全漏洞，準確率為0.83，召回率為0.78，FI評分為0.81。與其他最近提出和可用的系統相比，本工作還將物聯網技術與數據采集相結合，用于識別網絡傳輸上的數據威脅。該方法提高了學習效率，提高了預測精度，被證明是一種可行有效的自動化溫室維護系統。同時，數據采集模塊和各種傳感器數據的呈現方式，以及安全子系統模塊，實現了符合協議格式數據的云數據存儲和格式轉換。因此，可能為定制的室內農業質量安全提供數據溯源和耐久性。因此，這種現代化的溫室保養系統是高效、經濟、安全、使用方便的。結合國內外發展現狀，準確、快速、自動地評價溫室環境質量是一個亟待解決的問題。不少文獻對于多模塊結合實現蔬菜基地環境監測沒有描述具體方案過程，因此本設計可在各環境參數模塊進行具體研究和優化。1.3發展趨勢蔬菜大棚基地的發展任重而道遠。中國的蔬菜大棚基地產業在世界上處于落后水平。經過多年的開發，更好地適應中國的國內條件，主要是節約能源的太陽能溫室農業生產上使用的，而高度自動化的現代式蔬菜溫室的開發是惡劣的裝備，低的機械化，較低的生產及銷售，因為較高的勞動力集約化道路相對而被延遲。另外，在溫室農業生產的目前狀態下，小規模生產者仍然支配著我國的農業基礎，基地面積小，標準化水平低。雖然我國土地面積廣大，但是適宜的耕地卻很稀少。有些地區過于寒冷，有些地區陽光照射過于強烈，這些地區不適宜蔬菜露天種植，我們便可以充分利用蔬菜大棚控制適宜的環境參數，創造出適宜的蔬菜生長環境。蔬菜基地在管理得當的情況下一年四季都可以進行種植，增加了蔬菜產量，是解決耕地不足的重要方法。蔬菜大棚基地有效規避絕大部分惡劣天氣，保障農作物的生長環境。未來必將是由少數人種植多數耕地的情況，勞動力得到解放現代農業得到普及。蔬菜大棚基地高收獲量和可持續性的特點，被全球普遍使用，蔬菜大棚基地正在以極快的速度發展。我國低水平的農業現代化、農業勞動的富余、對蔬菜基礎的大規模投資、資金不足以及運營者相對較高的質量要求，限制了蔬菜基礎控制技術的擴張在監測環境系統方面的發展。第2章系統總體方案設計2.1蔬菜基地環境監測系統的控制過程文中設計要實現各個系數的測量與反饋。整個系統包括智能手機、STM32單片機、二氧化碳模塊、光敏模塊、土壤濕度監測模塊、步進電動機、WIFI模塊、顯示模塊。STM32與各個節點之間通過WIFI模塊進行無線連接。STM32負責采集傳感器數據并控制各個模塊。STM32為協調器，負責維護網絡，收集獲取到的信息并將其發送到顯示模塊區域或者轉發由手機APP發出的控制指令。系統中大多數傳感器、輸出模塊是兼容5V和3.3V供電的。2.2蔬菜基地環境檢測系統硬件設計框圖設計問題應設計為在一臺單獨的機器上進行環境測試，創建一個環境檢測系統方案。本章主要介紹了蔬菜基地環境監測系統的硬件設計和選型。首先，環境監測系統必須決定執行哪些功能以及哪些插件最適合這些功能。其次，需要對這里描述的環境監測系統的工作流程進行分析。最后是為本系統設計的框架。通過對蔬菜基地環境檢測系統進行分析，需要完成的任務有：通過溫濕度傳感器監測大棚室內空氣環境溫濕度、土壤溫濕度等。通過光敏傳感器監測并且記錄蔬菜大棚內光線的光照強度。設備之間相連，有必要時可以自動打開相關模塊。通過無線數據傳輸技術將有關數據傳送到用戶監測終端。二氧化碳濃度傳感器在蔬菜基地大棚內，實時監測蔬菜大棚空氣中的二氧化碳含量，無線傳輸技術會把相關數據傳輸到用戶的監控終端，超過系統設定報警值時把報警信息發送到監控終端。通過電腦或者移動智能手機查看溫室的實時環境數據。為了完成基于STM32單片機控制的蔬菜基地環境檢測系統各種功能的設計，主控端硬件電路包括STM32單片機、二氧化碳模塊、光敏模塊、土壤濕度模塊、溫度模塊、步進電動機WIFI模塊等。基于大數據分析下的蔬菜基地環境監測系統框圖如圖2-1所示。圖2.1蔬菜基地環境檢測系統框圖2.3數據分析大數據分析技術的基礎是服務器，服務器為大數據分析提供存儲、計算和管理，可以保證數據分析過程穩定、速度快、精度高以及數據存儲安全。設計實現了環境監測系統的遠程檢測和控制。設計經過大數據的統計、分析、計算和優化后，傳輸至手機APP中進行實時顯示，將優化后的參數傳輸至主控模塊，實現對基地農用設備的精確控制。圖2.2美國和中國玉米單產及生產趨勢圖圖2.31998-2017年美國和中國全要素生產率比較通過觀察圖片分析數據可以看出我國的成本投入遠遠高于美國，尤其顯示在人工成本方面。美國玉米人工成本僅僅占有1%，我國人工成本卻超過40%。資料顯示，中國的玉米單產水平有1998年的363kg/畝，增長至2017年的502kg/畝，年增長1.72%。雖然中國的年增長率是領先的，但是畝產量依舊趕不上美國。通過以上數據分析美國的人工成本占比很低，這是因為美國早早選擇了生物工程和智能技術等高科技助力。通過近代農業生產數據比對，智能環境監測系統可以大程度解放生產力、降低勞動成本、提高生產量。在耕地面積沒有增長的情況下運用智能環境監測系統可以使我們的農作物畝產量大幅度提升。第3章蔬菜基地環境檢測系統硬件設計3.1主控芯片本文采用的是STM32F103C8T6作為系統的主控芯片，是將晶體管、電容、電阻等連接在一起，制作在半導體晶片上的微型電子器件。如圖3-1所示。STM32F103C8T6工作溫度為零下四十度至零上八十五度之間，電壓支持區間2V至3.6V。內核Cortex-M3的區別有四種。STM32芯片是蔬菜基地環境監測系統的中心，相當于人體的大腦，其重要作用不言而喻。圖3.1STM32實物圖

3.2最小系統電路此款單片機具有快速的處理能力、強大的外設支持、可拓展性強、低功耗等特點，主要應用于工業控制、消費類電子、醫療設備等領域。單片機最小系統對于單片機是否能正常運行是至關重要的。單片機只有存在最小系統才能滿足設計要求。圖3.2STM32F103C8T6的引腳圖3.3驅動電路對大棚基地進行陽光遮擋需要使用到步進電動機，步進電動機無法被STM32單片機直接控制，于是選擇驅動模塊ULN2003A。在本次設計中所需要的是使用ULN2003A作為對農產品進行遮陽卷簾操作的驅動電路的驅動模塊的設備器件。通過電機反饋的信息確認電機的工作狀態。其次再來考慮電機的方法問題。電機是本設計的驅動設備，若沒有了電機，則整個系統就會失去動力，變成一堆傳感器組模塊組成的物品，沒有了任何功能。為了控制操作時序，需要對電機的軟件程序做出延時處理。電機的選擇是根據現場情況所需要帶動的負載決定的，負載過大會導致電機壓力過大而損壞，負載過小會導致電機性能過剩。驅動電路圖如圖所示。圖3.3驅動電路3.4土壤濕度傳感器土壤濕度傳感器可以檢測土壤中的水分含量，是一種利用脈沖原理測量土壤濕度的儀表儀器。可以將測量到的數值讀取并上傳至顯示面板。利用脈沖刺激土壤濕度傳感器并取得反饋數值時需要使用高低電壓，只有高低電壓變化時才會有脈沖產生。土壤濕度傳感器的原理是利用電容原理，大致由兩個鋁箔片和一塊陶瓷片組成，鋁箔片之間的距離可以控制，陶瓷片之間的距離也可以控制。當鋁箔片和陶瓷片之間的距離發生變化時，它們之間的電容會發生變化。當土壤濕度發生變化時，由于水分子的滲透，使得其中電容器中的物質介質由空氣變成水，繼而導致電容值發生了變化。通過計算介質變化對電容值的影響，可以測出土壤含水量。結構簡單、可靠性高、價格低、使用壽命長、可以實現遠程監測是土壤濕度傳感器的優點。最重要的是土壤傳感器埋在土地里面，不需要移動，穩定性強。土壤傳感器的原理圖如下圖所示：圖3.4土壤傳感器引腳圖3.5WIFI模塊WIFI模塊是系統的通訊模塊，WIFI模塊傳感器實現了系統與手機APP之間的連接，是其兩者連接的橋梁，為兩者的連接鋪墊了道路，使其可以溝通，系統的數據可以在手機APP顯示，手機APP還可以對系統的風扇模塊和操作模式進行控制。AP模式可以將ESP8266作為熱點連接，讓其他設備能夠連接上它，形成局域網絡；STA模式可以連接上當前附近環境中的WIFI熱點。本設計選用STA模式，更為簡易。與服務器建立TCP連接，傳輸數據。WIFI模塊連接電源后指示燈為藍色，控制端與WIFI模塊連接成功后指示燈變成藍色，隨即可以通過控制端對系統進行操作。圖3.5WIFI模塊引腳圖3.6溫濕度傳感器DHT11可以識別空氣溫度和濕度，是重要的環境檢測單元。DHT11有結構簡單、體積小、功耗低的特點。根據引腳圖可以觀察到VCC和GND用于提供電源，DAT可接受DHT11模塊輸出的溫度和濕度數據，S接口作為DTH11的控制接口，當控制信號電壓低于2.5V時，傳感器處于待機狀態，控制電壓信號超過2.5V時，傳感器處于工作狀態。工作狀態的溫濕度傳感器可以識別到周圍的溫度參數和濕度參數，蔬菜可以根據以上參數判斷進行澆灌還是通風。DHT11的電路原理圖如下圖所示：圖3.6DHT11電路原理圖3.7蜂鳴器模塊蜂鳴器是本系統的報警器，供電方式是直流供電，通過高低電平驅動，還可以通過模擬信號控制發生頻率。在本設計中有重要作用：當數據異常或者超過閾值可以發出聲響，更容易的被生產者了解情況。下圖為蜂鳴器模塊原理圖。圖3.7蜂鳴器模塊工作原理圖3.8二氧化碳傳感器模塊二氧化碳傳感器模塊即選用的氣體傳感器，它可以檢測周圍環境中空氣的氣體成分含量（主要檢測農作物進行光合作用所需要的二氧化碳）。在周圍環境中的二氧化碳含量不利于農作物生長時，蜂鳴器會報警以警示工人，提醒注意及時通風。下圖為氣體傳感器的原理圖。圖3.8氣體傳感器原理圖3.9顯示模塊本設計選用的顯示模塊為OLED顯示模塊，OLED顯示模塊的優點是自發光且彎曲度更好，OLED屏是有機發光二級體屏幕。OLED顯示模塊將各個傳感器檢測的數據得以顯示，更為直觀的了解環境參數。下圖為OLED顯示模塊的原理圖。圖3.9氣體傳感器原理圖3.10光敏模塊光敏模塊選用GL5528。GL5528是光敏電阻，其隨著光照強度的改變使流過的電流發生變化。GL5528有著體積小、靈敏度高、價格優惠的優點。下圖為GL5528光敏模塊的原理圖。圖3.10光敏原理圖3.11步進電動機我們需要選擇適合系統運行的步進電動機，主要從步距角、靜力矩、電流方面考慮。步進電動機不能過負載運行，否則可能造成硬件損毀。電機的安裝應該固定好，未固定好會造成強烈共振，造成電機失步。實物圖如圖所示。圖3.11步進電機實物圖第4章蔬菜基地環境檢測系統軟件設計4.1蔬菜基地環境檢測系統軟件設計本文設計的是蔬菜基地環境檢測系統，除去組成實物的各種傳感器和模塊之外還有系統的軟件設計。系統的軟件和硬件相輔相成，缺一不可，只有二者結合才可以實現計劃中的功能。設計的環境監測系統要實現周圍環境的各項參數的監測及反饋。環境監測系統需要檢測環境中二氧化碳、土壤溫濕度、陽光照射強度等參數并及時反饋到顯示模塊。超過設定閾值是設計有相對應的反應，如：陽光照射過強步進電動機啟動，相對應的卷簾進行遮陽，保證農作物在合適的環境生長。4.2蔬菜基地環境監測系統的風扇程序設計本文設計的基于STM32單片機控制的蔬菜基地環境監測系統有自動控制以及手動控制，在STM32單片機初始化完成后，經檢測是自動控制時程序簡易明了，顯示模塊以及APP僅僅反饋各模塊的監測數據。手動控制還可以在自動控制出現故障無法對風扇進行控制時對風扇的開關進行控制。圖4.1程序流程圖4.3蔬菜基地環境監測系統的總體程序設計本設計是基于STM32單片機對數字信號的可控性。我設計了以STM32為核心的檢測系統，其中包括STM32單片機、溫濕度模塊、土壤濕度模塊、二氧化碳模塊、光敏模塊、LED顯示模塊的設計。通過STM32讀取各個傳感器的數值，判斷是否超過閾值。STM32讀取數值轉換，在LED顯示模塊得以顯示。下圖為總體程序設計。圖4.2總體程序流程圖下圖為各個硬件相對應的部分軟件編程：圖4.3溫濕度模塊部分軟件編程圖圖4.4顯示模塊軟件界面圖圖4.5顯示模塊軟件編程圖圖4.6步進電機驅動芯片軟件圖圖4.7二氧化碳模塊軟件編程圖圖4.8WIFI模塊軟件編程圖圖4.9蜂鳴器模塊軟件編程圖圖4.10光敏模塊軟件編程圖第5章系統介紹與調試5.1系統介紹本文設計的系統是針對我國現代農業發展落后與發達國家。目前我國農業處于小而多（及種植區域小而種植人數多的現狀），不僅不便于管理，還會造成土地浪費，且絕大部分依靠人工完成。這樣不僅耗費更多的人力，人力得不到解放，而且人工的工作強度大、生產效率低，長久的種植勞累使人體患上多種疾病情況較為嚴重，所以遠遠不如高精準度、低功耗的自動化設備更加合適的問題。從而設計了蔬菜大棚基地環境監測系統。本系統將以STM32單片機為載體，基于電機控制，并結合各個模塊，設計可以取代人工的實時操控以及數據監測。本次設計的蔬菜大棚基地環境監測系統具有開發成本不高、操作簡單等好處，碰到惡劣天氣也可以使種植物最大程度得到保護。可以勝任各種復雜的工作內容。本系統通過STM32單片機對蔬菜基地環境監測系統的各個模塊進行數據搜集及反饋并且在顯示模塊顯示，理想狀態下可以設置最適合農作物生長的環境，使農作物的生產數量和生產質量都有巨大提高，使勞動力得到解放，農業的生產更為操作簡便。本次設計的系統，集成數據的搜集反饋以及顯示等功能，形成完整的蔬菜基地環境監測系統。致力于最大程度上的緩解，目前我國現代農業落后、生產效率低的問題。并且為今后幫助勞動人民大幅提高生產效率，同時也改善了我們的工作環境，讓人類的生活變得越來越智能化。5.2開發環境本次設計的系統是利用KeilVision5IDE作為開發平臺，在C語言的開發環境上，對本系統各模塊的軟件程序進行設計編程。本次使用的是ATM公司生產的STM32芯片，雖然設計過程中不可避免的遇到困難，但是經過適當的設計安排問題已然得到解決，設計可以運行。其中Keil程序可以線上調試，對于距離較遠的使用遠程操作十分便捷。5.3實物調試圖5.1實物圖連接到WIFI模塊后各項數據會進行搜集并上傳到顯示模塊和手機APP。如下圖所示。圖5.2顯示模塊以及手機APP圖使濕度模塊感受到濕潤后風扇會自動啟動，利用風扇將濕度模塊進行吹風干燥后，風扇可以自動停止。使用濕巾包裹土壤濕度傳感器會使顯示模塊和APP的數值發生顯著變化，土壤濕度傳感器埋在土壤中，不需要移動，數值性能穩定。圖5.3土壤濕度傳感器測試圖在環境中濕度過高時，風扇會運行，利用風扇旋轉的風速降低環境的濕度。如下圖所示。圖5.4風扇運行檢測圖調試結果表明：蔬菜基地環境監測系統可以實時監測周圍環境參數。實物的調試過程不會一帆風順，難免會遇到意料之外的難題。碰到無法解決的難題時我們需要暫停停止冷靜思考一下問題可能出現在那里。硬件問題有損壞要及時更換硬件，軟件問題有錯誤要及時更正。設計本就是對未知領域的探索，要有良好的心態和正確的計劃一步步進行。

第6章總結與展望本文設計了基于STM32的蔬菜基地環境監測系統，通過將STM32單片機作為控制核心，與各個模塊連接，讀取轉換各個模塊的數據并將之統計匯總顯示到顯示模塊。在系統中設置閾值，在某一項參數超過設定閾值時發出報警。本設計主要完成了以下工作：（1）通過網絡數據查閱大量文獻資料，分析了環境監測的國內外發展現狀。（2）根據環境監測系統的設計要求，進行了總體設計，確定了系統的整體框架和運行模式。（3）根據系統的要求，進行了控制系統硬件的設計，分別選用了相應型號的二氧化碳傳感器、土壤濕度傳感器、溫濕度傳感器、WIFI模塊傳感器、光敏模塊傳感器、蜂鳴器模塊，介紹了相關硬件的參數和連線。（4）根據系統的要求，進行了環境監測系統軟件的設計。設計由于現實條件限制，不能進行相關功能模擬實物驗證，后續環境監測系統也需要進一步完善。本文在設計過程中，沒有詳細考慮到在實地的應用過程中，環境監測系統線路排布問題是否會影響作物種植，日常維護是否方便。本設計做出了功能單一、布線復雜、價格昂貴的改變，在功能得以實現中提升性價比。農業發展具有保障國家糧食安全、環境安全和農業可持續發展等多種功能。為此，我國提出了鄉村復興戰略，其目標是實現農業現代化，使農業成為全黨工作的核心重點。為了推進農業現代化，到2050年，全中國必須有一個農業發展的趨勢和前景。未來中國農業發展的趨勢和世界范圍內農村結構轉型的趨勢必須相適應。同時，國際經驗的轉變應促進農村地區農業生產力下降的引領，并配合創造就業的農村形式的轉變。加快未來農業向城市轉移。同時，要求通過農業大幅度提高小工業生產效率，縮小農業與非農業部門生產效率的差距。“幾個世紀以來告訴我，我的目標是農業的歷史：智慧改造傳統生產，增加農業資源和生產力，提高農業生產水平，實現高質量發展。”民族復興，加快農業現代化，是十分重要的。是發展數量質量農業的重要建設要素。到2035年，我們有機會發展智慧農業。隨著農業歷史的變化，農業開始于傳統農業和發展到使用機器的現代生物農業。時代在不斷發展，社會在不斷進步，我們應保留自古以來的傳統美德。在生活中要有勤儉節約、不浪費的優良品質。對于科研要認真鉆研，堅守自己赤子之心，對祖國的繁榮富強獻出自己微不足道的力量。參考文獻陳新喜.基于物聯網的戶外便攜式環境監控系統設計[J].電腦知識與技術,2022,18(01):128-130.DOI:10.14004/ki.ckt.2022.0091.李張麗,鐘玲玲,李峰,李長凱.基于單片機STM32的環境檢測教室系統的設計[J].電子制作,2021(17):80-82.DOI:10.16589/11-3571/tn.2021.17.024.張劍鋒,范雄方,楊輝等.基于STM32的內河船舶艙內環境在線監測系統設計[J].四川輕化工大學學報(自然科學版),2021,34(02):51-59.王杰,馬軍,宋昌博等.溫室大棚智能水肥一體機的設計與試驗[J].農機化研究，2021,43（12:）：98-103+109.DOI：13427/ki.njvi.2021.12.017.萬雪芬,鄭濤,崔劍,蔣學芹等.中小型規模智慧農業物聯網終端節點設計[J].農業工程學報,2020,36(13):306-314.馬永紅,陳雷,曲家沂.基于STM32的家居環境檢測系統設計[J].電子世界,2019(22):165-166.DOI:10.19353/ki.dzsj.2019.22.085.楊曉艷,陳亮.基于STM32CubeMX的單片機最小系統設計[J].數字技術與應用,2018,36(06):149-150.DOI:10.19695/12-1369.2018.06.81.張慧穎.基于物聯網的溫室大棚智能監測系統設計[J].湖北農業科學，2014,53(14):3402-3406+3411.DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2014.14.118.李培.基于WSN的智能溫室大棚自動定點噴灌系統[J].農機化研究,2014,36(07):76-79.DOI:10.13427/ki.njyi.2014.07.018.鞠傳香,吳志勇.基于ZigBee技術的溫室大棚智能監控系統[J].江蘇農業科學,2013,41(12):405-407.DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2013.12.137.彭高豐.溫室大棚環境智能自動測量與調節系統研究[J].計算機測量與控制，2012,20(10):2664-2665+2679.DOI:10.16526/ki.11-4762/tp.2012.10.083.韋興龍,賀歡.基于Zigbee網絡的智能溫室大棚溫濕度檢測系統[J].技術與市場,2012,19(05):16-17.張粵,倪桑晨,倪偉.基于ZigBeeCC2430的土壤含水率監測系統設計[J].農機化研究,2012,34(02):189-192.DOI:10.13427/ki.njyi.2012.02.024.李麗麗,施偉.溫室大棚智能溫濕度控制系統的設計與實現[J].湖南農業科學,2011(21):135-138.DOI:10.16498/ki.hnnykx.2011.21.012.隋會靜,呂東華,林賢賢等.一種智能大棚監控系統的設計[J].農機化研究,2011,33(09):100-102.DOI:10.13427/ki.njyi.2011.09.061.ShresthaKumar,MaharjanPukar,BhattaTrilochan,SharmaSudeep,RahmanMuhammadToyabur,LeeSanghyun,SalauddinMd,RanaSMSohel,ParkJaeY..AHigh‐PerformanceRotationalEnergyHarvesterIntegratedwithArtificialIntelligence‐PoweredTriboelectricSensorsforWirelessEnvironmentalMonitoringSystem[J].AdvancedEngineeringMaterials,2022,24(10).MaranzanoPaolo.AirQualityinLombardy,Italy:AnOverviewoftheEnvironmentalMonitoringSystemofARPALombardia[J].Earth,2022,3(1).EnvironmentalMonitoring;NewEnvironmentalMonitoringFindingsfromUniversitedelaManoubaDiscussed(Anewmethodologyforassessingtheenergyuse-environmentaldegradationnexus)[J].Ecology,Environment&Conservation,2020.EnvironmentalMonitoring;HititUniversityDetailsFindingsinEnvironmentalMonitoring(Investigationofestimationperformancefordifferentsoilareas)[J].Ecology,Environment&Conservation,2020.Environment-EnvironmentalMonitoring;RecentFindingsby?.Koro?akandColleaguesinEnvironmentalMonitoringProvidesNewInsights(TheImplementationofaLowPowerEnvironmentalMonitoringandSoilMoistureMeasurementSystemBasedonUHFRFID)[J].EcologyEnvironment&Conservation,2020.附錄設計原理圖部分軟件程序：////IO方向設置//#defineDHT11_IO_IN(){GPIOA->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOA->CRH|=8<<12;}//#defineDHT11_IO_OUT(){GPIOA->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOA->CRH|=3<<12;}////IO操作函數 #define DHT11_DQ_OUTPAout(15)//數據端口 PA0#define DHT11_DQ_INPAin(15)//數據端口 PA0uint8_tDHT11_Init(void);//初始化DHT11uint8_tDHT11_Read_Data(uint8_t*temp，uint8_t*humi);//讀取溫濕度uint8_tDHT11_Read_Byte(void);//讀出一個字節uint8_tDHT11_Read_Bit(void);//讀出一個位uint8_tDHT11_Check(void);//檢測是否存在DHT11voidDHT11_Rst(void);//復位DHT11voidDHT11_IO_IN(void);voidDHT11_IO_OUT(void);#endifCALENDARcalendar={0x2022，0x02，0x21，0x19，0x34，0x00，0x00};//校驗時間值，BCD碼u8hour=0;u8min=0;u8sec=0;delay_init(); //延時函數初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設置NVIC中斷分組2:2位搶占優先級，2位響應優先級uart_init(115200); //串口初始化為115200DS1302_Init();//Set_Calendar(&calendar);//校準時間，不要校準時一定得關閉該函數while(1){ Get_Calendar(&calendar); hour=BCD2DEC(calendar.hour);min=BCD2DEC(calendar.minute);sec=BCD2DEC(calendar.second); printf("%x-%x-%x%2d:%2d:%2d"，calendar.year，calendar.month，calendar.date，hour，min，sec);delay_ms(10);} voidrtc_delay(uint32_tt){ uint32_ti=0; for(i=0;i<t;i++); }voidDS1302_Init(void){ uint8_tdat; CALENDARcalendar={0x2020，0x02，0x06，0x11，0x51，0x00，0x00}; GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(DS1302_CLK_GPIO_CLK|DS1302_DAT_GPIO_CLK|DS1302_RST_GPIO_CLK，ENABLE); //使能時鐘 /*CLK管腳配置*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS1302_CLK_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS1302_CLK_GPIO_PORT，&GPIO_InitStructure);/*DAT管腳配置*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS1302_DAT_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS1302_DAT_GPIO_PORT，&GPIO_InitStructure);/*RST管腳配置*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=DS1302_RST_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽輸出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(DS1302_RST_GPIO_PORT，&GPIO_InitStructure); DS1302_CLK=0; DS1302_RST=0; DS1302_DAT=1; if(DS_ReadSingleReg(READ_RAM_REG)!=0x02) { DS_WriteSingleReg(WRITE_PRO，0X00); //關閉寫保護 DS_WriteSingleReg(WRITE_RAM_REG，0x02); Set_Calendar(&calendar); } }voidDS_WriteByte(uint8_tdata){ uint8_ti=0; uint32_ttemp=0; DS1302_SDA_OUT(); for(i=0;i<8;i++) { if(data&0x01) DS1302_DAT=1; else DS1302_DAT=0; DS1302_CLK=1; DS1302_CLK=0; data>>=1; } DS1302_DAT=1;}voidDS_WriteSingleReg(uint8_treg，uint8_tdata){ DS1302_RST=0; DS1302_CLK=0; DS1302_RST=1; DS_WriteByte(reg); DS_WriteByte(data); DS1302_RST=0; DS1302_CLK=0;}uint8_tDS_ReadByte(void){ uint8_tdata=0; uint8_ti=0; DS1302_SDA_IN(); for(i=0;i<8;i++) { data>>=1; if(READ_DS1302_DAT) data|=0X80; else data&=0x7f; DS1302_CLK=1; DS1302_CLK=0; } returndata;}uint8_tDS_ReadSingleReg(uint8_treg){ uint8_tdata=0; DS1302_RST=0; DS1302_CLK=0; DS1302_RST=1; DS_WriteByte(reg); data=DS_ReadByte(); DS1302_RST=0; returndata;}voidDS_Bu