通信12102班 杨文杰 ARM-Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用.doc

课 程 实 习 报 告 实习名称： 嵌入式系统课程设计 学生姓名： 杨文杰 学 号： 201216020243 专业班级： 通信工程12102班 指导教师： 候清莲 完成时间： 2015年6月12日 评阅意见： 评阅教师 评阅意见： 评阅教师 日期 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 一、设计题目 1 二、设计要求 1 三、设计的作用与目的 1 四、所用设备及软件 2 五、技术简介 2 5.1嵌入式系统的定义 2 5.2 ARM 简介 3 5.3 Linux 简介 4 六、系统设计方案 5 6.1系统总体设计 5 6.2系统运行环境硬件设计 6 6.2.1 AT89C52单片机功能介绍 7 6.2.2 AT89S52各引脚在设计中的应用 8 6.2.3 时钟振荡器 10 6.2.4温度采集电路 11 6.2.5温度控制电路 11 6.2.6 按键处理、LCD显示 12 6.2.7 蜂鸣器报警电路 12 6.2.8 串口通信电路 13 6.3 应用程序设计 13 七、小结 15 八、心得体会 16 参 考 文 献 17 PAGE PAGE 14 ARM－Linux 嵌入式系统在 农业大棚中的应用 摘 要 随着现代农业的发展，精准农业的传略思想已逐步得到普及，本文根据这一指导思想设计了一种基于32位处理器的嵌入式农业综合测控平台。为了实现农业大棚中对温度、湿度和二氧化碳的浓度三大要素数据的远程实时采集 ,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的 ARM9 微处理器和 Linux 嵌入式操作系统技术 ,采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器 HM1500 和二氧化碳浓度传感器 NAP221A ,设计一种基于 TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。从硬件设计和软件实现 2 方面对该系统进行具体阐述。在实际应用中 ,该系统运行稳定、可靠。 关键词：嵌入式系统;ARM;Linux;远程数据实时采集;大棚监控 一、设计题目 ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用 二、设计要求 温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用温度传感器PH100TMPA、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。从硬件设计和软件实现2 方面对该系统进行具体设计。 三、设计的作用与目的 近年来，温室大棚种植为提高人们的生活水平带来极大的便利，得到了迅速的推广和应用。它的出现是我国农业发展史上的一个里程碑,极大地促进了该产业的发展和大众生活的提高。种植环境中的温度、湿度、CO2浓度等环境因子对作物的生产有很大的影响。传统的人工控制方式难以达到科学合理种植的要求，目前国内可以实现上述环境因子自动监控的系统还不多见，而引进国外具有多功能的大型连栋温室控制系统价格昂贵，不适合国情。 随着嵌入式系统的广泛应用和计算机网络技术的迅速发展,嵌入式远程数据采集成为信息控制领域的一项新兴技术。传统的嵌入式远程数据采集系统一般基于 8/16位单片机 ,其对外通信的方式主要有 2 种:一种是使用串口进行通信,虽然串口具有易用性但其传输距离有限、易受干扰等缺点制约了他的广泛应用;第二种是通过扩展的以太网控制芯片将传统的嵌入式系统网络化,但是 8/16 位单片机的处理速度和内存空间很难满足嵌入式设备网络化、实时性的要求。近年来随着芯片技术和嵌入式操作系统的发展,这方面的问题得到了较好的解决,各种价格低、运算快的32位处理器以及相应的各种嵌入式操作系统受到人们的广泛关注。 针对目前大棚发展的趋势，提出了一种能够自动控制调节大棚内温度、湿度和二氧化碳浓度监控系统的设计。结合了农作物栽培领域的特点，采用了嵌入式应用系统和先进的温，湿以及二氧化碳浓度传感器技术，使其参数维持在所设置的范围之内（需外接升温降温、加湿除湿设备）。这就克服了传统模拟式温湿度传感器的不稳定、误差大、容易受干扰、需要定期校准等严重缺陷。 农业温室大棚为现代农业提供新的生产环境，取得了良好的经济和社会效益。它可以提高农民收入、提高产业化水平、提高抵御自然灾害能力