1. 研究目的与意义
串口通信作为一种实现简单,成本低廉的数据传输方式有着广泛的应用,在需要温湿度传感器与计算机通信的温湿度监测系统中就有很好的应用。
2. 课题关键问题和重难点
Qt平台开发串口通信系统的设计与实现分为四个大模块:感应模块与pc机之间的串口通信,对感应模块给出信息的处理与展示,对于数据的存储以及对于异常信息的警报。
本课题的关键:
3. 国内外研究现状(文献综述)
我国的园艺设施绝大部分用于蔬菜生产。80年代以来,温室、大棚蔬菜的种植面积连年增加。目前的栽培设施中,有国家标准的装配式钢管塑料大棚和玻璃温室仅占设施栽培面积的少部分,大多数的农村仍然采用自行建造的简单低廉的竹木大小棚,只能起到一定的保温作用,根本谈不上对温光水气养分等环境条件的调控,抗自然环境的能力极差。即使那些数量不多的装配式塑料大棚和玻璃温室也缺乏配套的调控设备和仪器,主要依靠经验和单因子定性调控,设施栽培的智能化程度非常低。
我国设施农业的发展,以超时令、反季节生产的设施园艺作物的发展为主,且发展迅猛。1997 年设施园艺作物栽培面积达万公顷,较80年代初期的栽培面积增长了128倍,人均设施蔬菜占有量1996~1997 年为33公斤,较1980~1981年人均设施蔬菜占有量增长了近164倍。2001年,我国设施园艺面积将突破100万公顷,全国设施蔬菜人均占有量将达到40 公斤。
塑料大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其中能充分利用太阳光热资源、节约燃煤、减少环境污染的日光温室为我国所特有。1997年我国日光温室面积已超过近万公顷。由农业部联合有关部门试验推广的新一代节能型日光温室,每年每亩可节约燃煤约 20吨。采用单层薄膜或双层冲气薄膜、PC 板、玻璃为覆盖材料的大型现代化连栋温室,具有土地利用率高、环境控制自动化程度高和便于机械化操作等特点,自1995年以来,呈现出迅猛发展之势,目前全国共有大型温室面积200公顷,其中自日本、荷兰、以色列、美国等国家引进的温室面积达140 公顷。
4. 研究方案
1. 系统功能结构
系统总体功能结构如图1所示。
图1 温湿度监测系统功能结构
1)基本功能描述
串口选择:系统可以检测当前用户可使用的串口,并给用户选择
串口设置:可以对串口的波特率,比特位,停止位等信息进行单独设置,此功能可以使用户可以根据所使用设备以及需求的不同而选择不同的配置。
图形绘制:可以根据模块发来的信息,对温湿度变化的图形进行绘制,此功能可以让用户直观地观测到数据的变化以及可以对数据未来的走向有一个清晰的判断。
警报系统:可以温湿度信息是否符合用户的需求,从而判断是否需要发出警报,此功能用于当检测数据出现异常时以警报的形式向用户发出需要人工或者即将自动启动应对措施的提醒。
历史信息浏览:可以对以往记录的信息进行查看,通过此功能可以对温湿度的变化进行留档,用户可以知道过去在无人监管的阶段是否出现过数据异常的现象,在将来也可以对这些历史数据进行更多的利用
2.核心功能流程图
图2温湿度监测功能流程图
3.研究方案
基于Qt平台的温湿度监测系统的设计与实现主要分为四个部分
1)Pc机与模块间的串口通信。
2)数据库表设计。
管理员表
名称 | 类型 | 长度 | 描述 |
Adm | Int | 10 | 记录管理员序号 |
Au | Char | 10 | 记录管理员用户名 |
Psw | Int | 10 | 记录管理员密码 |
数据记录表
名称 | 类型 | 长度 | 描述 |
Time | datetime | 0 | 记录时间 |
Humi | Int | 10 | 记录湿度,以10进制展示 |
Temp | Int | 10 | 记录温度,以10进制展示 |
Alert | Int | 10 | 表示是否异常,0表示正常,1表示异常 |
警报表
名称 | 类型 | 长度 | 描述 |
Nam | Char | 10 | 记录警报种类 |
Top | Int | 10 | 记录警报允许值上限 |
Low | Int | 10 | 记录警报允许值上限 |
Adm | Int | 10 | 记录所属管理员ID |
各实体类描述如下:
管理员表(管理员序号(主键),管理员用户名,管理员密码)
温湿度表(时间(主键),温度,湿度,是否异常)
警报表(名称(主键),上限,下限)
1)检测结果展示。可视化的数据变化图,支持串口的选择,具体温湿度数据的展示,大致效果图如7图所示。
| 图7界面效果图 |
5. 工作计划
2022-2022-1学期第15-16周:完成选题,查阅相关中英文资料,进行相关技术的学习;第17周:与导师沟通进行课题总体规划;第18周:根据导师的要求进行外文翻译,列出开题报告大纲;第19周:搭建开发环境,撰写开题报告;2022-2022-2学期第1-2周:进行课题的需求分析,提交开题报告;第3-4周:根据需求分析完成相应设备的设计;
第5-6周:完成的系统搭建以及桌面端应用的设计:第7-8周: 基于Qt平台的温湿度监测系统的完成;提交毕业设计论文提纲给指导老师审阅;
第9-11周:完成功能测试:完成毕业论文初稿:第12周:在教师的指导下对撰写的论文进行修改,提交论文终稿及合格的论文检测报告、毕业设计资料装袋;第13-14周:筹备毕业答辩相关事宜,制作参加毕业答辯的演示课件。参加毕业答辩,并提交全部文档和成果材料。
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