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基于彩信的温室环境远程监控系统的设计

作　者: 保智敏
导　师: 汪小旵
学　校: 南京农业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 温室控制 彩信 远程控制 WinCE GPRS
分类号: TP277
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


对温室环境的实时远程监控不仅可以为作物生长提供适宜的条件,提高产量和品质,而且还可以减少劳动力的投入,降低生产成本,因此,远距离、快捷、方便地获取温室内的数据和图像一直是温室监控设计者的目标。本文设计了一种基于彩信的温室环境远程监控系统,当温室环境异常时,使用者可以通过手机彩信实时获取温室内的图像和环境检测数据,并能够通过发送短信的方式对温室执行机构进行远程控制。该系统具有安装简单,使用方便,成本低廉等优点。系统综合运用嵌入式控制技术、GPRS无线通信技术、传感器技术以及DirectShow技术,并采用了基于S3C6410处理器的OK6410开发板作为控制器模块,集成了传感器模块、图像采集模块、通信模块和动作机构控制模块,系统的运行环境是WinCE操作系统。OK6410开发板是整个系统的核心控制部分,它的作用是给各模块提供一个稳定可靠的环境,并对各部分进行控制；传感器模块由AM2301数字式温湿度传感器组成,通过该模块实现温室内温湿度数据的采集功能；图像采集模块由OV9650摄像头组成,该摄像头是基于CMOS图像传感器制成的,它在DirectShow技术的协助下可以实现对温室内动作机构状态的图像采集功能,当成功采集图像后,控制器便将其保存至开发板的NandFlash中；通信模块由SIM300型GPRS模块组成,主要功能是当环境数据异常时,将采集到的图像和数据以彩信的形式发送给用户,并接收用户发送过来的控制短信；动作机构控制模块由继电器模块组成,当控制器对控制短信进行解析后,该模块将实现对温室内动作机构的相应控制,其中动作机构主要有天窗、遮阳、喷雾及滴灌等,通过控制他们的开关状态,从而调节温室环境参数,以达到对温室环境远程控制的目的。系统最终在温室模型中进行了试验,试验结果表明：系统具有可靠性高、运行稳定性好、实时性好、使用方便、运行成本低、监控效果直观性好以及控制准确等显著优点。适用于极端天气对温室系统的控制,实现了温室控制的无人化、自动化。

全文目录


目录  4-7
摘要  7-8
ABSTRACT  8-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 研究的背景和意义  10-11
  1.2 温室环境监控系统国内外的研究现状  11-13
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
  1.3 论文的主要研究内容与章节介绍  13-16
第二章 系统总体方案设计  16-26
  2.1 系统功能概述  16
  2.2 系统各模块的选择  16-18
    2.2.1 控制器模块的选择  16-17
    2.2.2 传感器模块的选择  17
    2.2.3 通信模块的选择  17-18
    2.2.4 图像采集模块的选择  18
    2.2.5 动作机构控制模块的选择  18
  2.3 系统总体方案设计  18-21
    2.3.1 系统总体结构框图设计  19-20
    2.3.2 系统总体流程图设计  20-21
  2.4 彩信功能的设计方案  21-25
    2.4.1 彩信业务的概述  21-22
    2.4.2 彩信业务的体系结构  22-25
  2.5 本章小结  25-26
第三章 系统硬件设计  26-38
  3.1 控制器的硬件设计  26-28
    3.1.1 S3C6410的介绍  26
    3.1.2 OK6410开发板介绍  26-28
  3.2 传感器采集模块的硬件设计  28-29
  3.3 GPRS模块的硬件设计  29-32
    3.3.1 GPRS的介绍  30
    3.3.2 GPRS模块的电路设计  30-32
  3.4 图像采集模块的硬件设计  32-34
    3.4.1 CMOS摄像头的介绍  32-33
    3.4.2 CMOS图像采集模块的电路设计  33-34
  3.5 动作机构控制模块的硬件设计  34-35
  3.6 硬件模块的连接图  35-36
  3.7 本章小结  36-38
第四章 嵌入式系统WINCE软件平台的构建  38-52
  4.1 WinCE系统的简介  38-40
  4.2 BSP及流接口驱动程序的开发  40-45
    4.2.1 BSP的组成  40-42
    4.2.2 流接口驱动程序开发  42-45
  4.3 WinCE系统的烧写  45-49
  4.4 WinCE应用程序开发  49-51
  4.5 本章小结  51-52
第五章 系统软件设计  52-68
  5.1 环境数据采集的程序设计  52-55
  5.2 图像采集的程序设计  55-58
    5.2.1 DirectShow技术概述  55-56
    5.2.2 图像采集的软件流程  56-58
  5.3 彩信报警的程序设计  58-62
  5.4 远程控制的程序设计  62-65
  5.5 显示界面的程序设计  65-66
  5.6 本章小结  66-68
第六章 系统最终运行效果试验  68-74
  6.1 温室模型的简介  68-69
  6.2 彩信报警部分的运行效果  69-71
  6.3 远程控制的运行效果  71-73
  6.4 本章小结  73-74
第七章 总结与展望  74-76
  7.1 总结  74
  7.2 展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-82
攻读硕士学位期间研究成果  82

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 监视、报警、故障诊断系统
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