臺灣博碩士論文加值系統

由於溫室效應造成現今氣候極端與多變，經常出現暴雨或是乾旱現象造成植物不易生長，為了穩定提升植物的生長及產量；所以本研究藉由XBee無線模組與單晶片系統Arduino ATMEGA328來研製一個植物生長環境監控系統，此系統主要功能是利用植物生長環境中的環境因子，溫溼度、光感測器模組與單晶片系統Arduino所研製而成，可有效的控制植物生長中的環境因子。此系統是將所有感測器所收集而來的資料數據透過單晶片Arduino進行判斷與分析，並利用無線傳輸模組XBee將資料傳送至後端，用監測與控制設備啟動繼電器驅動電磁閥灑水、散熱風扇、紅色與藍色LED、鹵素燈裝置，確保所種植的植物能有良好穩定的生長環境及生長速度與產量；目前本系統之基本功能，已研製完成，未來希望能被廣泛的應用於提昇農業的產量和競爭力。

The extreme and variable climate that the world experiences today can be contributed to the greenhouse effect. Increased incidence of heavy rain or drought makes it difficult for many plants to grow. This study developed a system by XBee wireless transmission module and single-chip system, Arduino ATMEGA328. This system can efficiently control the environmental factors of temperature and humidity, which ultimately leads to enhanced plant growth rate and yield. Data collected by the sensor are analyzed by the single-chip Arduion. The analyzed data is then relayed to the back-end by wireless transmission module XBee. Monitoring and controlling equipment are used to initiate the relay driver, solenoid valve sprinkler, cooling fans, red and blue LED, and halogen lamp devices. These devices ensure a stable environment to allow high plant growth rate and yield. The basic functions of this system have been developed. Future goals of this system include increase of agricultural production and competition.

摘 要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 i
表目錄 iii
圖目錄 iv
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機及目的 1
1.3 章節規劃 2
第二章 相關研究與背景知識 3
2.1 IEEE802.15.4簡介 3
2.1.1 使用頻帶 3
2.1.2 裝置種類 4
2.1.3 網路拓樸 5
2.2XBee 無線傳輸模組之介紹 6
2.3 單晶片系統Arduino開發版之介紹 12
2.2.1 單晶片系統Arduino開發板之特色 13
2.3.1 單晶片系統Arduino開發板之腳位功能說明 14
2.3.2 Arduino開發版之ATMEGA系列單晶片 16
2.4溫溼度感測器 19
2.5光頻率感測器 20
第三章 植物生長環境監控系統架構 22
3.1 感測器端系統架構 23
3.1.1 感測器端運作行為 24
3.1.2 感測器端產生控制信號指令流程 27
3.2 控制設備端系統架構 31
3.2.1 控制設備端運作行為 31
3.3 電腦顯示監控端系統架構 36
3.3.1 電腦顯示監控端運作行為 36
第四章 植物生長環境監控系統之實作與測試 39
4.1 實作工具介紹 39
4.2 硬體電路實作成果 39
4.2.1 感測器端硬體實作 39
4.2.2 控制設備端硬體實作 40
4.3 軟體工具 43
4.3.1 單晶片Arduino開發板之編譯環境介紹 43
4.3.2 X-CTU軟體設定 46
4.4 電腦監控系統端之成品及人機介面 50
第五章 結論 52
參考文獻 A

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