基于單片機的智能溫室大棚設計目錄TOC\o"1-2"\h\u4409引言 126655第1章緒論 2150851.1研究背景及其意義 219731.2國內外發展現狀及存在的問題 2119591.3研究內容 3150631.4本章小結 322387第2章智能溫室大棚的原理設計 3126332.1影響大棚種植的環境因素 4318512.2系統的工作原理 564232.3本章小結 728891第3章系統硬件電路的設計 8107313.1硬件電路整體設計 883433.2最小系統組成 8282053.3功能模塊電路組成 9274003.4本章小結 155203第4章系統的軟件設計 1517444.1主程序流程設計 15149544.2液晶顯示程序設計 17153234.3溫度程序設計 17272624.4本章小結 1828325第5章系統功能測試與結果分析 19305125.1整體功能測試 1938335.2測試結果分析 2287155.3本章小結 2319841結論 24引言在改革開放的前提下，中國人民的生活質量越來越好，因此，對農產品的質量需求也越來越嚴格，所以，農業科技的發展與提升是必然的。由于傳統農業的生產會被季節左右，因此種植效率低，產品種類單一，溫室大棚的出現改變了這種情況，并且它成為了目前農業發展最重要的一部分。目前我們吃的很多水果、蔬菜都是大棚種植的產物，大棚種植高效，避免了種植過程中的不必要因素，由于農業產業規模在不斷的增大，人工大棚種植也就出現了弊端，所以研究出智能溫室大棚對于農業種植技術水平有更高的提升。在我國當今的農村，構造的普遍都是一些極簡單的溫室大棚，沒有科技的支撐，但是原材料低成本使它受眾很廣。這種溫室雖然造價低，但其溫度、濕度、光照控制和管理方法、生產效率等方面也很差。這種低端溫室在日常管理中要消耗大量的人力物力，生產效率也很低，處于落后環節，完全不符合當代農業的發展趨勢。智能溫室的設計符合農業的要求，它可以節約人力，只需要設置好固定的閾值，就可以對植物的生長環境進行全程監控，從而大大的提高生產效率。同時，智能溫室大棚的基本建設能夠對我國的生產、產品、品種結構進行調整，從而提高居民收入。大棚種植植物會由于對土壤水分，室內溫度以及光照強度的自動控制而產量增加明顯，可提高普通蔬菜種植率30%-40%，也可反季節種植。農業生產的產量和質量將大大提高，從而生產效率和社會經濟效益。但是想要大量推廣智能溫室大棚控制系統的話就必須使它的造價為大眾所接受，所選用的材料要控制成本，所以本設計目前用單片機和傳感器這種低成本材料就可以實現對溫室大棚的智能化控制，從而降低勞動力，實現農業的自動化。設計一種以C52單片機為主芯片來控制和調節農作物生長各項系數的智能化控制系統，來對溫濕度、光照強度值、土壤濕度值實時監測，該系統智能、經濟、簡單方便、安全性高，能夠使農作物的質量和收成得到大大的提高，適合大力推廣和普及，以便能為社會帶來更大更多的好處。第1章緒論1.1研究背景及其意義農業是我國重中之重的產業，國家的經濟、技術、政治和安全全都要依靠農業種植，農業的出現到現在有一萬年左右，它陪伴了人類的整個進化史，隨著社會的進步和發展，它正成為越來越具有吸引力的產業。眾所周知，中國是一個非常重視農業發展的國家，因此發展農業水平對于我國是必不可少的。但是由于農業種植受氣候影響較大，因此，人們研究并構造了溫室大棚，它可以改變植物所生長的環境，為植物生長提供更有利的條件，避免外部天氣變化和季節更替對植物的影響[1]。它能夠讓植物反季節生長，也可以讓其他不適合陸地種植的植物生長在大棚創造的條件中?？茖W在發展，世界在進步，帶著農業種植技術也在不斷的提高，溫室大棚種植技術也在不斷的提高并越來越智能，智能溫室大棚實時智能監測植物的成長環境，避免由于人工監控不當而造成的損失。為了溫室大棚的智能化、自動化可以得到大力的推廣，廣泛應用于農業的發展，因此需要研究出一種成本低，經濟效益高的智能溫室大棚控制系統。1.2國內外發展現狀及存在的問題溫室大棚自1978年以來在我國的發展非常迅速，它從最初從發達國家引進，到后來我們國家有自己的鉆研和成果，以及最后我國建造出符合我國國情，地理環境，生態系統的現代化、智能化溫室大棚。第一階段是1970年到1980年間，我們國家當時正處于改革開放初期，為了農業的發展，先后從一些發達國家引進了溫室大棚種植，并將這些溫室大棚建在了我國的農業大省之中；第二階段是在1980年以后改革開放政策的實施，我國通過借鑒國外對于溫室大棚的建造，開發并研究出了熱鍍鋅鋼管預制塑料溫室和現代溫室；第三階段是第九個五年計劃時期，我國為提高經濟建設，從農業發展著手，建立了許許多多溫室大棚相關企業。我國科研人員對現代的溫室大棚建造和溫室大棚建造相關設備進行了研究，他們不斷吸收國外在溫室大棚建造中的優勢，取其精華，去其糟粕，最終建設了出了符合中國國情并且具有中國特色的智能溫室大棚控制系統。國外研究溫室大棚種植技術比我們國家開始的早。初始時，通過對溫室大棚內植物生長的環境信息進行檢測與采集，并進行記錄，最后控制生長變量來進行調整。分布式控制系統（即分散控制系統）出現在1975年以后。如今，他們正在朝著把計算機數據檢測采集與控制系統的多因素集成控制系統結合起來研制，目前正處于研究當中[2]。智能溫室大棚系統在當今的世界發展的很快，一些發達國家和發展中國家在自動化和智能化的基礎上做出研究，爭取將溫室大棚發展成為自動化、無人化的智能溫室大棚。目前國內外的智能大棚控制系統雖然已經成果顯著，但目前面臨的問題使智能溫室大棚控制系統仍然沒有得到普及，目前設計一種成本低，功能齊全的智能溫室大棚控制系統對于其普及是非常重要的。歷史學家色諾芬曾說過：即使是最富足的人也離不開農業[3]。由此可見發展農業的重要性，不僅僅使我們國家，農業對整個世界的發展來說都很重要，由于世界科技水平發展迅速，所以農業水平也在研究和探索不斷發展了起來，溫室大棚種植技術也在不斷進步，傳統大棚種植技術已經被淘汰，取而代之的是智能溫室大棚。由于農村經濟發展的限制，造成了農村的勞動力像城市涌入，這導致了農村經濟發展不起來，因此政府開始提倡與支持發展創新型農業生產與經營，發展家庭農場等舉措，這些政策的出現與實施必將加強智能溫室大棚技術在農業科技方面的發展，隨著這些政策的實施，智能溫室大棚也將得到應用與推廣，這也表明了智能溫室大棚將在未來的市場上占據重要的地位。1.3研究內容本設計主要是研究出一種成本低，功能齊全的智能溫室大棚，主要研究內容為影響植物生長的光照、土壤濕度、溫度的參數，讓它可以實現實時監測，并在光照不足、溫度過高以及濕度低的情況下能夠自動補光、報警、散熱以及補水，來保證植物健康生長。1.4本章小結本章討論了溫室大棚的國內外發展現狀以及研究智能溫室大棚控制系統的意義，針對我國目前溫室大棚的發展現狀和面臨的問題展開討論，根據我國溫室大棚的發展情況提出本論文設計的主要研究內容和目標。第2章智能溫室大棚的原理設計2.1影響大棚種植的環境因素植物的生長依賴于各種環境因素，如光照強度、濕度、CO2濃度和溫度等[4]。作物的生長需要一定的有效積溫，所以溫度是相對重要的，在適合農作物生長范圍外的溫度都會直接影響農作物的生長；農作物的生長需要水分，水分少，則作物無法進行生長，水分過高，作物根部可能會出現問題或容易產生病蟲害；光照強度會直接或間接的影響農作物的光合作用。因此在農業中，首要任務就是對這些種類繁多的信息進行準確采集以及實時檢測。本系統主要以溫度、濕度和光照強度為主，探討這三個因素對大棚種植的農作物的影響。2.1.1溫度對大棚種植的影響農作物的生長會隨著溫度有一個反應曲線，在一定范圍溫度內，農作物對溫度的變化感應較低，但是一旦低于這個溫度，光合作用產物被轉運、轉化的速度變慢，農作物將生長緩慢[5]。農作物對溫度的反映曲線圖如圖2.1所示：圖2.1農作物對溫度的反應曲線[6]農作物的最佳生長溫度是一個區間范圍內，當它低于其生長的最低溫度或者高于生長的最高溫度時都會生長緩慢或是停止生長，只有在適合的溫度條件下生長率才會最高，智能溫室大棚控制系統可以通過監測大棚內溫度來確保植物的高效率生長，以下列舉幾種常見的溫室大棚種植的農作物溫度范圍表：表2.1農作物生長溫度范圍[7]農作物最低溫度最佳溫度最高溫度草莓5—715—2530—32黃瓜0—225—3235—45綠蘿10—1520—2530—32蘑菇5—922—2630—35大豆6—1020—25352.1.2濕度對大棚種植的影響濕度是影響植物蒸騰作用的一個因素。這個因素的作用會隨著濕度的增加而減弱，從而導致植物的吸水能力降低。同時，隨著濕度的增加，植物吸收養分的能力會慢慢變差，高溫高濕會導致葉片燒傷，這時植物的蒸騰作用可以有利于植物葉片的散熱。但是濕度過低也不好，恰當的濕度才是最有益的，當土壤濕度過低時，植物葉片會通過關閉氣孔來保持自身的水分。二氧化碳是植物光合作用的必要成分，沒有它，植物光合作用就無進行，也就無法產生營養物質，無法產生營養物質就會直接導致植物饑餓，當濕度很低時，會造成植物幼嫩部分的死亡，導致整個植物開始枯萎，最終因為缺水而死。因此智能溫室大棚控制系統中應該實施對土壤濕度的監測，設置適合植物生長的濕度范圍來確保植物能夠正常健康的生長。2.1.3光照對大棚種植的影響光合作用是植物生長過程中的關鍵步驟，它決定了植物進行光合作用的強弱。光影響了植物的各個部分，包括調節植物的分布、生長和繁殖、增強植物的新陳代謝、抑制細胞生長、促進細胞組織分化，從而影響植物的形態。光照對植物的生長影響分為兩種，一個是間接影響：即會影響光合作用；另一個直接影響：即會影響植物的形態[8]。植物進行光合作用時，若光照不足，光合作用速率就會降低，植物的生長會受到嚴重的影響，造成植物發育不良而無法開花，也就直接影響了果實的發育，造成植物出現落花落果的現象，植物的產量也必將受到影響；光照過強也不好，它會造成光合作用無法利用全部光照，從而導致植物出現灼傷現象。直接影響則是光可以影響植物的生長形態。因此可以在智能溫室大棚控制系統中添加一個對光照的實時檢測，給植物設定合適的光照，在光照不足的情況下可以及時補光，保證植物能正常光合作用。2.2系統的工作原理本系統可以通過溫度傳感器、土壤濕度傳感器、以及光敏電阻等器件對大棚內植物的生長環境信息及時檢測和采集，然后再通過A/D轉換模塊讓這些數值可以準確顯示在液晶屏上，自動對比設定的閾值進行補水、散熱、補光、報警等一系列操作。與此同時也設置有按鍵可以設置作物生長的最佳條件，一旦實測值超出或低于了設定范圍，風扇、補光燈、以及水泵就會自動打開進行散熱、補光、補水等操作，除此之外還設置了GSM報警系統，當溫度超過給定值時會自動發送GSM報警短信給指定用戶。這些功能設計可以保證農作物處于最佳生長環境。2.2.1系統結構說明溫室大棚環境溫度傳感器光照傳感器溫度傳感器電源模塊按鍵模塊A/D轉換模塊微控制器溫室大棚環境溫度傳感器光照傳感器溫度傳感器電源模塊按鍵模塊A/D轉換模塊微控制器補溫電路補光電路液晶顯示模塊繼電器模塊風扇模塊GSM模塊用戶移動終端圖2.2系統結構框圖2.2.2系統功能說明本設計主要有四大功能：一、光照強度檢測本系統中光照強度的檢測是通過光敏電阻來實現的，測出的數據再通過A/D模塊處理，A/D轉換模塊將光敏電阻測得的值進行轉換，使其能夠實時準確的顯示在液晶屏上，植物生長需要一個最佳光照，可以通過按鍵來設置一個植物生長所需的最低光照閾值，然后將實際測得的光照強度值與所設定的最佳閾值相比較，如果實測值低于設定值，那么指定的白色高亮led燈開始閃爍，為農作物生長補充光照，高于設定的光照閾值時則補光燈關閉。二、土壤濕度檢測本系統土壤濕度的檢測是通過加有鍍鎳處理的土壤濕度傳感器來實現的，土壤濕度傳感器測的的濕度數據經過A/D轉換模塊轉換成準確的數值實時在液晶屏上進行顯示。植物的生長需要水分，因此通過按鍵設置了一個適合植物生長的濕度閾值。本系統中將繼電器與外部水泵相連接，此時的繼電器相當于一個水龍頭的開關，將實測的土壤濕度值與所設定的最低濕度閾值相比較，若低，那么它將自動打開進行補水，若是高于設定的最低濕度閾值，繼電器將關閉，補水終止。三、室內溫度檢測本系統的溫度值是通過溫度傳感器來檢測的，同濕度傳感器一樣，將傳感器中的數據通過A/D轉換器轉換，準確實時的顯示在液晶屏上。設置植物生長的最佳溫度閾值，將實際測得的溫度值與設定的最佳閾值相比較，低于，那么系統將自動打開補溫燈，高于設定的閾值補溫燈將自動關閉，同時，風扇會自動打開進行散熱。此外，當實測溫度高于40℃的時候，系統自動報警，向指定手機發送GSM報警短信。四、GSM報警裝置將最高限制溫度寫進程序里，一旦溫度超過設定值，就像指定用戶發送報警短信。2.3本章小結本章討論了智能溫室大棚的設計框架，根據農作物在生長過程中所需的環境條件來設置相對應的功能，同時說明了其工作原理和系統結構，分析了每個部分的具體功能，概括了本設計的大致框架。

第3章系統硬件電路的設計3.1硬件電路整體設計本設計為實現實時監測溫度、光照強度、土壤濕度等功能，設計了最小系統電路、負責調整閾值的按鍵電路、負責顯示數據的液晶顯示電路、負責溫度檢測的電路、繼電器電路、負責轉換數據的A/D采樣電路、負責檢測光照的電路、負責檢測土壤濕度的電路、風扇控制電路、負責發送報警短信的GSM模塊電路等一系列電路來對智能大棚的功能進行實現。硬件電路整體原理圖如圖3.1所示：圖3.1硬件電路整體原理圖3.2最小系統組成最小系統的組成為：電源電路、復位電路和配合外部晶振實現震蕩的時鐘電路三部分，有了這三部分電路，單片機就能夠正常工作了，單片機最小系統的原理圖如圖3.2所示：圖3.2單片機最小系統原理圖3.3功能模塊電路組成3.3.1按鍵電路本系統中按鍵電路的設計選取了輕觸獨立按鍵，三個按鍵一端分別連接于單片機的P3.4-P3.6口，另一端全部接地[9]。當按鍵斷開時即金屬彈片斷開，由于C52單片機引腳默認為高電平，所以此時連接口顯示為高電平，當按鍵按下時即金屬彈片接地，此時連接口顯示為低電平，此時程序檢測連接口變為低電平就開始進行工作。P3.4和P3.5所連接的按鍵代表外部輸入數據按鈕，一加一減，可以調整溫濕度以及光照強度的上下限，單片機的P3.6口是外部數據存儲器寫選通口，此按鍵用來選擇調節溫濕度和光照強度。其中按鍵電路的原理圖如圖3.3所示：圖3.3按鍵電路原理圖3.3.2液晶顯示電路設計液晶屏顯示電路可以實時觀察與監測溫度、濕度和光照強度這些數據。本液晶顯示電路中的液晶顯示模塊的1腳和2腳分別接地和電源，其中3引腳連接了一個電位器，電位器在這里的作用是調節液晶顯示屏的清晰度。4-6腳分別接單片機的P2.4、P2.5、P2.6口。判斷寄存器選擇端為數據寄存器還是指定寄存器需要通過高低電平判斷，若4引腳為高電平，此時為數據寄存器，若4引腳為低電平時，則為指令寄存器；5腳為讀寫選擇端，也是由高低電平控制，高讀，低寫；6腳為使能輸入端，高電平有效[10]。液晶顯示屏的7-14引腳接單片機的P0.0-P0.7口，為8位雙向數據線。其液晶顯示電路原理圖如圖3.4所示：圖3.4液晶顯示電路原理圖3.3.3溫度檢測電路溫度檢測電路采用了測量空氣溫度的裸露芯片，這種傳感器占空間比例小，有三個引腳，GND引腳用來接電源端，DQ接單片機的P12口，在電源和DQ端接一個阻值為10k的上拉電阻，用來限制電流，使傳感器讀取數據能夠更加穩定，VDD端則接地[11]。當溫度低于設定閾值時，補溫的led二極管接通，其溫度傳感器原理圖如圖3.5所示：圖3.5溫度傳感器原理圖3.3.4土壤濕度檢測電路土壤中水分的不同會影響土壤的阻值大小，從而影響電路中的導通電流，土壤濕度傳感器可以通過判定這些數值來判定土壤濕度的大小，本設計中有添加一個電位器，電位器有分壓和變阻的作用，調節土壤濕度控制閾值用到了它的變阻作用，順時針調大，逆時針調小，從而實現對土壤濕度的監控，實現自動澆水[12]。土壤濕度傳感器中VCC接電源，GND外接地，D0代表數字量輸出口（5V和0V），A0代表電壓模擬量輸出口（0-5V之間任意量）。當土壤濕度傳感器工作的時候，若實際濕度值與設定閾值相比較，小于設定閾值，則輸出高電平，此時繼電器連接水泵可以自動澆水，反之若實際濕度值高于設定值，那么水泵不動作，即輸出為低電平。在本設計電路中將A0接口與AD模塊接口相連接，通過AD模塊轉換，模擬量轉換為數字量，以便能夠的到更準確的土壤濕度值。其土壤濕度檢測原理圖如圖3.6所示：圖3.6土壤濕度檢測原理圖3.3.5繼電器電路本設計設計繼電器電路的主要原因是可以在土壤濕度低于設定值時，讓繼電器自動打開，繼電器外接一個水泵就可以補充土壤水分了。繼電器電路接在單片機的P1.3口上，繼電器工作的原理就是當土壤濕度低于設定值的時候，此時三極管電路接通，同時線圈上會流經電流，產生電磁感應，磁力會吸引鐵芯使得電路開關打開，若電流消失，則鐵芯會在彈簧的作用下返回原來的位置，此時的電路也就自動斷開，繼電器在這里是控制水泵的自動開關[13]。其繼電器控制原理圖如圖3.7所示：圖3.7繼電器控制原理圖3.3.6光照檢測電路本設計選用光敏電阻作為檢測光照強度的元件，因為其是由硫化鎘或硒化鎘等半導體材料制成的特殊半導體材料，光敏電阻的表面涂有防潮樹脂，具有光電導效應[14]。它之所以能夠用來測光照強度是因為它對光照十分敏感，光照和它的阻止成反比例關系，光照越強，其阻值會越低，反之則越高。在本電路中，將光敏電阻的模擬輸出量和A/D轉換器的接口相連，通過A/D轉換器轉換，以便得到更加穩定的光照強度檢測值。其光敏電阻原理圖如圖3.8所示：圖3.8光敏電阻原理圖3.3.7A/D采樣電路A/D采樣芯片能夠將連續時間、連續幅值這些模擬量轉換成時間、幅值都離散的數字信號，方便能夠更準確的讀取傳感器測量的數值[15]。在選擇芯片的時候，經常根據它的轉換速、以及轉換器的位數來選定合適的芯片。在本設計電路中，我采用8位的A/D轉換器。在A/D采樣電路中，A/D轉換芯片的A0~A3接口都接地，模擬輸入量的接入口為AIN0~AIN3，其次在它的電源接口和接單片機的兩個引腳中都穿插接入上拉電阻，上拉電阻的功能同上文中提到的一樣，保證數字信號的讀取能更加穩定。其A/D采樣電路原理圖如圖3.9所示：圖3.9A/D采樣電路原理圖3.3.8風扇控制電路風扇控制電路的風扇元器件一端接地，另一端接三極管的集電極，三極管的放射極和基極分別接電源和一個1k的電阻，這個電阻為限流電阻，它常用于串聯電路中，用于限制所在支路電流過大而燒壞串聯的元件，因此它能減小流過三極管的電流，防止三極管損壞[16]。當單片機給低電平的時候，此時電路導通，風扇工作，將電能轉化為動能從而起到散熱的作用。其風扇控制電路原理圖如圖3.10所示：圖3.10風扇控制電路原理圖3.3.9GSM模塊電路GSM模塊有發送SMS短信，語音通話，GPRS數據傳輸等功能[17]。本設計中主要運用到的是它發送短信的功能，當溫度傳感器檢測到大棚內溫度高于40℃就會像指定的手機發送一個報警短信。GSM模塊的DC5接一個5V的電源，GND接地，RXD和TXD與單片機的相應引腳相連接，用單片機的串口進行通信，然后發送AT指令即可。GSM模塊接口原理圖如圖3.11所示：圖3.11GSM模塊接口原理圖3.4本章小結本章詳細的講解了組成智能溫室大棚控制系統的各部分電路，講述了這些電路的連接，組成電路的各個元器件的工作原理。第4章系統的軟件設計4.1主程序流程設計本次軟件的主程序流程設計是從系統初始化開始的，分別設置液晶顯示屏的初始化和GSM模塊的初始化，然后開始檢測按鍵有沒有被按下，若按鍵被按下，則進入到光照閾值設置，第二次被按下則進入到土壤濕度閾值設置，按鍵第三次被按下則進入到溫度閾值設置，如果沒有檢測到按鍵被按下，則開始進行植物生長環境的數據采集，通過A/D轉換模塊將實測的模擬量轉換成為數字量并顯示在液晶屏上，同時與設定閾值相比較，然后判斷測得的數據是否超過實際閾值。如果檢測到實測值小于設定的閾值，那么系統繼續從數據采集程序開始進行，如果某個測得的值超過了設定的閾值，就開始啟動相對的器件，進行調整，比如：經光敏電阻實際測得的光照強度值低于設定值，那么補光燈就會自動開啟，進行補光；若室內實際測得的溫度值高于設定值，那么就會啟動風扇進行降溫處理，同時，當溫度超過四十攝氏度，GSM模塊會自動進行報警，發送報警短信；將實測的土壤濕度值大小與設定的濕度閾值相比較，小于，則連接水泵的繼電器就可以自動打開進行補水，最終啟動相關器件完成則主程序完成。主程序流程圖如圖4.1所示：開始開始液晶屏初始化GSM模塊初始化判斷是否超過閾值數據處理及比較進入光照、土壤、溫度閾值設置數據采集是否有按鍵操作數據實時顯示結束啟動相關器件是否否是圖4.1主程序流程圖4.2液晶顯示程序設計在液晶屏開始運行的時候，第一步先進行液晶屏的初始化，然后輸入字符坐標信息，屏幕上會顯示字符數據，通過檢查是否復位，來判斷是進行結束程序還是重新開始初始化。將命令字寫入數據端口（即使能信號由1變0），然后向液晶模塊寫入命令。等待液晶空閑時，會將顯示數據寫入數據端口，產生使能脈沖信號，將液晶顯示的當前地址寫入顯示數據，等待液晶完成內部操作。在本程序設置中，液晶屏會有兩行字符信息顯示，第一行為實時檢測出來的光照、濕度和溫度，第二行為其對應設定的閾值[18]。是否復位是否復位輸入字符坐標信息開始初始化顯示字符數據結束YN圖4.2液晶顯示流程圖4.3溫度程序設計程序開始運行的第一步是將溫度傳感器初始化，然后給一個脈沖信號，讓其寫入字節，讀取溫度，接著對傳感器讀取的溫度進行轉換，將模擬量轉換為數字量，接著讀取溫度寄存器（共可讀9個寄存器），上傳測得的溫度數據，最后對數據進行讀取、處理[19]。開始開始液晶初始化給脈沖信號溫度轉換讀溫度寄存器結束圖4.3溫度顯示流程圖4.4本章小結本章為智能溫室大棚控制系統各個部分的程序設計，分了三個模塊進行設計，液晶顯示的程序和溫度顯示的程序，最后是主程序的設計，總程序的實現可以分別調用各個子程序，使程序能夠完整運行。

第5章系統功能測試與結果分析5.1整體功能測試系統的整體電路由藍白電位器、STC89C52單片機芯片、一個負責液晶顯示的液晶屏、一個負責檢測土壤濕度的傳感器、5V風扇、GSM通信模塊、5V繼電器、三個四腳按鍵、一個電源開關、一個電源適配器5V/2A、一個紅色電源指示燈、一個負責檢測溫度的傳感器、一個黃色補溫燈、一個高亮白色補光燈、A/D轉換芯片PCF8591、光敏電阻等元器件組成，其系統整體電路如圖5.1所示：圖5.1系統整體電路正面圖5.1.1系統復位測試本系統的復位檢測分別為按鍵復位（即需要手動按下復位鍵）和上電復位（即只需要接入電源打開開關就可自動實現復位操作）[20]。其結果如下圖所示。系統復位結果圖如圖5.2所示：圖5.2系統復位結果圖5.1.2按鍵功能測試本設計功能按鍵有三個，功能各不相同，其測試步驟如下：（1）按下左邊的四腳按鍵進入設置：第一次按下，設置光照閾值；第二次按下，設置土壤濕度；第三次按下，設置溫度；第四次按下，取消設置。（2）按下中間的四腳按鍵，則上調閾值，溫度和光照閾值上調5。（3）按下右邊四腳按鍵，則下調閾值，濕度閾值下調5。按鍵功能測試結果圖如圖5.3所示：圖5.3按鍵功能測試結果圖5.1.3溫度功能測試本設計設計了當溫度高于設定閾值時可以打開風扇進行自動散熱和發送GSM短信，其功能測試步驟如下：（1）按下按鍵將溫度閾值調到35℃，其溫度閾值為35℃結果圖如圖5.4所示：圖5.4溫度閾值為35℃結果圖（2）找到一個熱源，使其靠近溫度傳感器，當實測溫度高于設定閾值時，其實測溫度高于閾值顯示結果圖如圖5.5所示：圖5.5實測溫度高于閾值結果圖（3）在GSM通信模塊中插入SIM卡，讓熱源繼續貼近傳感器，直到溫度上升到28℃，實測溫度高于28℃結果圖如圖5.6所示：

圖5.6實測溫度高于40℃結果圖5.1.4濕度功能測試本設計中當實測土壤濕度與設定閾值比較，小于設定值時，繼電器會自動進行工作，其測試步驟如下：（1）在干燥的條件下，繼電器的狀態如圖5.7所示：圖5.7干燥條件下的繼電器狀態圖（2）在濕度大于設定閾值的條件下，其繼電器顯示狀態圖如圖5.8所示：圖5.8濕潤條件下的繼電器狀態圖5.1.5光照功能測試本設計在光照檢測這塊的功能為：當光敏電阻測得的光照值低于設定的閾值則會自動開啟補光燈，其測試步驟如