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简易农用气象站设计
一、选题简介、意义
选题简介：
智慧农业对环境参数监测有比较高的要求，但建造一个标准的温湿度，气压，雨量，风速监测站往往费用极高，现要求使用单片机等简易控制器，配合相应传感器，设计出一款便携式具有监测农用气象环境参数的装置，通过该装置可以获得实时的温湿度，气压，雨量，风速等数据并能够实现数据存储传输。
通过该农用气象站设备的设计，可以更有利于农业的生产；可以对农作物所需及所处的环境状况作出预测与预警气象信息、气候变化评估以提高防灾减灾能力，做好应对气候变化的工作。这套装置考虑到推广性，故采用了价格便宜利于操作的Arduino单片机，该单片机应用于此农用气象站，可以为后期维护及后续扩展提供更好解决方案。
最近几年国家非常重视“三农问题”，每一年的国家一号文件均直指“三农问题”，作为“三农问题”中关键最核心的农业，其重要性更是决定着农村发展，农民脱贫的重任，那么怎么能让农业生产不靠经验，而靠科学指导，农用气象站的地位尤为凸显。设计该设备怎么才能让农民更有可能购买，那么就要降低设备的价位，只要这样才能更利于推广，才可以达到设计此设备的目的，才可以充分对农业生产做出重要的作用。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
课题研究：基于Arduino单片机的农用气象站
主要研究内容：
利用Arduino单片机做一个连接各个传感器，并能使传感器所采集的数据信息，实时显示在1602液晶显示器上。以下是需要考虑的几点：
①理解Arduino单片机各个I/O口的作用、工作原理以及各个引脚要求。
②熟悉Arduino IDE开发环境以及配置，熟悉各个菜单的功能。
③了解温湿度传感器和气压传感器、风向风速传感器的特性参数、电压参数、工作原理、温湿度测量范围，工作参数以及各传感器与Arduino单片机进行数据传输的通过什么方式，数据传输传入液晶显示屏的方式。
④液晶显示屏与Arduino的连接方式，采用4bit还是8bit的方式以及各个方式的优缺点，液晶显示屏的工作参数。
要解决的问题：
1. 开发环境IDE的安装与配置，驱动的安装；在IDE上完成气象站运行程序的编写、编译、烧写整个开发流程。
2. 温度、湿度、气压、风力风速传感器的选型与规格。
3. 各个传感器与Arduino单片机端口引脚的连接选择以及控制方式方法。
4. 气象站外观（百叶箱的制作）以及电路系统的搭建与设计。
5. 模块之间的互联以及软件的编程。
6. 考虑传感器是选择电压信号还是模拟信号或是脉冲信号。
7. 系统整体联调及性能的参数评估、外观设计的美观度，确定气象站产品设计。
预期目标：
1.可以实现Arduino对各个传感器的控制。
2.各个传感器采集的数据可以在液晶显示屏上显示。
3.雨量传感器可以实现报警。
研究步骤：
本课题的工作设计步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅资料，对各传感器的型号与规格进行选择；下载并进行Arduino单片机的开发环境IDE的安装，进行开题报告的撰写。
第二阶段：完成系统的架构，进行结构设计、外观设计、硬件设计，并进行Arduino单片机控制程序功能代码设计
第三阶段：进行农用气象站功能整体评估，进行软硬件联调、联试，完善系统功能。
第四阶段：整理技术资料，完成毕业作品设计，准备毕业答辩
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
1 引言
1.1介绍简易农业气象站的功能与设计概述
1.2介绍农业物联网技术
2 总体方案设计
2.1方案一： 由Arduino控制
2.2 方案二： 由MSP430控制
3 分电路设计和论证
3.1 温湿度传感器选型
3.1.1 方案一 DHT11
3.1.2 方案二 SHT1X
3.2 气压传感器模块
3.3 风力风向传感器模块
3.4 雨滴传感器模块
3.5 电源模块
3.6 显示模块
3.7 控制模块
3.8 气象站结构体
4 软件设计
4.1 程序流程
4.1.1系统主程序流程图
4.1.2 子程序流程图
4.2 程序
4.2.1 主程序
4.2.2 子程序
5 软硬件系统的调试
6 附录
7参考文献
致谢