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基于ESP32的智慧农业大棚试验系统设计

摘要：

随着科技的进步，智能化、自动化的农业系统在现代农业领域

中起着越来越重要的作用。本文基于ESP32开发板设计了一个

智慧农业大棚试验系统，通过传感器检测和无线通信技术，实

现了对大棚环境参数的实时监测和遥程控制。试验结果表明，

该系统具有可靠的性能和良好的好用性，为大棚农业的智能化

进步提供了一种新的解决方案。

1.引言

智慧农业是利用现代信息技术、传感器技术等先进技术手段和

理论方法，对农业生产进行智能化管理，提高农业生产效率和

质量的一种方式。智慧农业大棚系统作为智慧农业的重要组成

部分，已经在农业生产中得到广泛应用。然而，传统的大棚系

统存在着传感器布线困难、数据传输不便等问题，迫切需要一

种便利快捷的解决方案来提高传感器的安置和数据的传输效率。

2.ESP32概述

ESP32是一款低功耗的Wi-Fi和蓝牙双模模块，由Espressif

Systems推出。它具有高性能和低成本的优势，可广泛应用于

物联网、智能家居等领域。ESP32支持多种通信协议，并具备

丰富的接口资源，因此成为了智慧农业大棚系统的抱负选择。

3.系统硬件设计

3.1传感器模块

为了实现对大棚环境参数的实时监测，我们选用了温湿度传感

器、光照传感器和土壤湿度传感器。通过这些传感器，我们可

以得到大棚内的温度、湿度、光照强度和土壤湿度等参数。

3.2控制模块

控制模块接受ESP32开发板作为主控制器，利用ESP32的丰富

接口资源和嵌入式固件编程能力，实现对大棚环境参数的采集、

处理和控制。控制模块通过无线通信模块与上位机进行数据传

输和遥程控制。

3.3无线通信模块

为了实现数据的无线传输，我们选择了ESP32内置的Wi-Fi和

蓝牙模块。ESP32可以通过Wi-Fi毗连互联网，实现与上位机

或云平台的数据交换；同时，蓝牙模块可以与手机或其他蓝牙

设备进行无线通信，实现遥程控制。

4.系统软件设计

4.1嵌入式固件设计

在嵌入式固件设计方面，我们使用Arduino开发环境进行编程。

通过编写相应的代码，我们使ESP32能够读取传感器数据并依

据设定的阈值进行控制。同时，通过Wi-Fi模块实现与上位机

的数据交换，实现数据的遥程监测和控制。

4.2上位机软件设计

上位机软件设计方面，我们使用LabVIEW进行开发。通过

LabVIEW可以快速搭建出人机界面，并实现与ESP32之间的数

据交互。上位机软件可以实时显示大棚环境参数，并通过用户

界面对大棚进行遥程控制。

5.试验与结果分析

我们对该系统进行了试验验证，并对试验结果进行了分析和评

估。试验结果表明，该系统能够准确地实时监测和控制大棚的

环境参数，实现了智慧农业的需求。同时，该系统具有较低的

成本和良好的可靠性，为农业生产提供了一种简易、可行的解

决方案。

6.总结与展望

通过本文的探究，我们成功设计了一套基于ESP32的智慧农业

大棚试验系统。该系统通过传感器检测和无线通信技术，实现

了对大棚环境参数的实时监测和遥程控制。试验结果显示，该

系统具有良好的好用性和可靠性，为大棚农业的智能化进步提

供了一种新的解决方案。在将来的探究中，我们可以继续完善

系统的功能，拓展更多的应用场景，为智慧农业的进步做出更

大的贡献

智慧农业的进步对于提高农业生产效率和资源利用效益具

有重要意义。传统的农业生产方式存在许多问题，例如水资源

浪费、化肥农药过度使用等，严峻影响了生态环境的健康进步。

为了解决这些问题，智慧农业应运而生。

在智慧农业中，传感器技术和无线通信技术是关键的技术

手段。传感器可以实时采集农田土壤湿度、温度、光照等环境

参数，通过这些参数可以实现对植物的精准浇灌和施肥，缩减

了资源的浪费。同时，通过无线通信技术，可以实现传感器与

上位机之间的数据交互，实现数据的遥程监测和控制，提高了

农业生产的效率。

本文针对智慧农业大棚的环境监测和控制问题进行了探究。

我们选择了ESP32作为大棚环境监测和控制的核心模块。

ESP32是一款功能强大的开发板，集成了Wi-Fi和蓝牙模块，

具有良好的稳定性和可扩展性。我们通过毗连传感器模块，使

ESP32能够读取大棚的环境参数，并依据设定的阈值进行控制。

同时，通过Wi-Fi模块实现与上位机的数据交换