摘要：对于现在农业技术而言，植物工厂农业设施是未来农业的发展方向，而温湿度、CO2浓度、酸碱度及光照强度等是影响绿植生长的主要环境变量。由于考虑到植物生长随时可能受到来自不确定外部因素的干扰，所以基本上难以维持在植物对应的所需的理想状态环境。针对此问题本次毕业设计的植物工厂远程监控系统，用单片机作为下位机控制模块，相关传感器用于采集环境数据，LabVIEW设计上位机监控系统及界面，在实现简单控制功能的基础上，使用模糊控制算法将输入数据模糊化，经模糊推理确定适合的执行动作，驱动执行机构进行相应动作，其中重点采用Modbus协议下的RS485串口通信与Comway公司的4G-DTU模块进行远程通信。在制作了亚克力有机玻璃的实物模型并进行相关采集数据的测试后，表明本系统可以实现对实物箱中的绿植进行监控，并在电脑端显示环境参数，同时可手动下达控制功能的指令。

关键词: 远程通信;单片机;模糊控制;4G-DTU;LabVIEW

目录

摘要

Abstract

1 绪论-6

1.1 研究背景意义-6

1.2 国内外研究现状-6

2 总体设计方案-8

2.1 设计目标及示意图-8

2.2 设计原理及原理图-8

2.2.1 设计原理概述-8

2.2.2 通信方式选择-9

2.2.3 设计原理可行性分析-9

2.3整体结构组成-10

2.3.1 设计整体结构图-10

2.3.2 运行过程分析-11

3 实物模型开发选型-12

3.1 硬件选择-12

3.1.1 控制器选型-12

3.1.2 传感器选型:温度传感器选择-12

3.1.3 远程通信模块选型-14

3.1.4 执行机构模块选型-15

3.1.5 电源模块与通信测试工具-15

3.2 软件开发-17

3.2.1 编程软件-17

3.2.2 通信配置、无线串口及测试软件-17

3.2.3上位机LabVIEW监控-19

3.3 RS485通信与Modbus协议-19

4模糊控制算法分析-21

4.1 模糊理论-21

4.2 执行优先级的评价-21

4.3 参数的模糊化-23

4.4 总结-24

5实物模型编程、调试和安装-25

5.1数据采集与显示-25

5.1.1 DS18B20温度传感器-25

5.1.2 GY-30光照强度传感器与IIC通讯-25

5.1.3 YL-69湿度传感器与模数数模转换器PCF8951-26

5.1.4 LCD1602液晶显示-28

5.1.5传感器测试参数的结果显示-29

5.2远程通信-30

5.2.1 485独立模块与单片机的通信-30

5.2.2 4G-DTU远程通信-31

5.3执行机构-32

5.4上位机LabVIEW部分-34

5.3.1启动界面的设计-34

5.3.2用户登录-34

5.3.3用NI-VISA读取数据并解析-35

5.5建立SQL植物工厂数据库-37

5.6系统安装测试-38

6结论与改进思路-40

7致谢-41

8参考文献-42