基于阿里云管理的智慧农业环境监测管理设计与实现
摘要：本项目设计主要可以分为温湿度检测,土壤湿度检测,烟雾监测。温湿度检测,主要是通过单总数型数字式温湿度传感器来进行检测,从而实现误差小,分辨率高,抗干扰能力极强等优势。土壤湿度含量检测,当湿度低于设定值时，输出高电平，湿度高于设定值时，输出低电平。烟雾检测,主要通过传感器以及数字转换器来进行检测。只需要气体通过该装置,出现有毒气体或者可燃气体的时候装置就会发出相应的警报声以及灯光,提醒使用者出现火灾。本设计不仅仅运用在以上还可以运用在农业大棚安全控制,仓库安防等场合,本设计具有极强的使用价值和长远的市场前景。土壤湿度,烟雾,温湿度等是最基本的参数,检测它们对于当下的生活是有着极大的意义。本论文对于预期设想已基本完成,并且设计出系统的电路,对系统进行了编写和调式,达到了预期的要求。
关键词： 温湿度检测；土壤湿度检测；烟雾检测；阿里云；树莓派
Abstract: The project design can be divided into temperature and humidity detection, soil humidity detection, smoke monitoring. Temperature and humidity detection, mainly through a single total number of digital temperature and humidity sensor to detect, so as to achieve small error, high resolution, strong anti-interference ability and other advantages. Soil moisture content detection, when the humidity is lower than the set value, output high level, when the humidity is higher than the set value, output low level. Smoke detection, mainly through sensors and digital converters to detect. Only gas is needed to pass through the device. When toxic gas or combustible gas appears, the device will send out corresponding alarm sound and light to remind users of fire. This design is not only used in the above, but also can be used in agricultural greenhouse safety control, warehouse security and other occasions, this design has a strong use value and long-term market prospects. Soil moisture, smoke, temperature and humidity are the most basic parameters, and detecting them is of great significance for the current life. In this paper, the expected assumption has been basically completed, and the circuit of the system has been designed, the system has been compiled and adjusted, and the expected requirements have been achieved.
Key words: temperature and humidity detection; Soil moisture detection; Smoke detection; Alibaba cloud; Raspberry
目录
第一章 绪论 3
1.1论文设计的目的及意义 3
1.2 概述及功能介绍 3
1.3智慧农业环境监测的发展前景 3
1.4 系统构成 4
第二章 硬件的设计 5
2.1 树莓派 5
2.2 温湿度检测 6
2.3 土壤湿度检测 8
2.4 烟雾检测电路 9
2.5 LCD1602夜晶显示电路 11
2.6 报警电路 12
2.6.1 灯光报警电路 12
2.6.2 声音报警电路 13
2.7 阿里云 14
2.8 MQTT协议 15
第三章 软件的设计 17
3.1 软件介绍 17
3.2 环境搭建 19
3.3 温湿度数据采集 20
3.4 土壤湿度采集 21
3.5 烟雾设计 22
3.6 树莓派连接到阿里云 23
第四章 调试 25
4.1 树莓派的实现 25
4.2 阿里云的实现 26
4.3 阿里云中WEB呈现 26
第五章 总结 27
致谢 28
第一章 绪论
1.1论文设计的目的及意义
社会的飞速发展带动了科技的进步，很多智能化工具已经越来越多，智能农业紧跟其后。只需要通过一定的物联网技术就可以把各式各样的设备连接到一起，连接在一起后就可以控制土壤湿度，温湿度，光照度调节，利用现有的网络技术上传到控制平台，然后控制平台会对数据进行分析，判断数据是否符合要求，然后还可根据用户需求发送信息给用户，让用户实时监测农业环境。用户还可以通过云端实时查看农作物的信息，云端上的数据可保存然后做成数据表，要是发现有什么问题，可以做报警等应对措施。智慧农业与传统农业大棚相比，不仅仅具有居住的功能，更是将便利，舒服，安全，服务，智慧农业等一系列服务相结合，为用户提供全方位的信息服务，帮助户主与外部世界相接，帮助人们解决了一些不必要的麻烦，增加了舒适感，甚至在一些方面帮助户主节约资金。
1.2 概述及功能介绍
本次设计的五个功能分别为测温湿度，检测土壤湿度，检测烟雾以及发送消息和报警。我们需要通过树莓派的反馈将五个功能与智慧农业结合，将数据上传到云平台，从而实现智慧农业机器人。
(1)系统通过DH11对数据进行采集，采集的温湿度会上传到阿里云，并在阿里云web中显示。
(2)通过烟雾传感器就可以对我们周围环境进行检测，也可以实时对可燃气体，火灾等进行检测，当超过规定范围内，报警器就会自动报警，当问题解决后，报警器就会自动关闭
(3)阿里云可以实时接收上传的数据，对数据进行分析，进行农业大棚环境实时监测。
1.3智慧农业环境监测的发展前景
大部分的人都认为农业本身就是绿色的，所以造成大多数的智慧农业的项目普遍关注农业生产的智能化，但对农业生产对环境的影响关注甚少。农业生产过程中使用化肥、农药和农业机械设备等，对自然环境有一定影响，所以很多的智慧农业项目生产并没有做到绿化环境。但是时代在发展，技术也在进步。现在的物联网智慧农业在思想设计上会与之前的有所差异，取其精华去其糟粕，任何更加的完善功能，在保证农业生产的的同时，又能减少对环境的污染，还能对突发的状况做出预知与防范。物联网智慧农业提高了我国的农业智能化，绿色生产率以及对农业的智能化管理。
