基于MCS_51芯片的大棚恒温控制系统设计
基于51单片机的蔬菜大棚监控系统设计与实现
摘 要 本设计基于５ 单片机 １ 的设施栽培环境检测与控制系统 。它适用于各种温室 、大棚等设 施栽 培环境参数 的检测
与控制 。本文首先介绍 了监控 系统的功能和结构 框图， 随后 阐述 了其硬件和软件 的设计 与实现 ，具有简单 、低成本 、 高可靠性 、易 于实现和维护 、可用 电池供 电等诸多 优点 ， 具有很好地推广及应用前景。 关键词 自动监控 传感器 ５单 片机 １
现 代 农 业 装 备
２ １年 第１ 期 ０１ ０
Ｍ ｎ ｅ ｇ Ｕｆ ｕ ａｆ ｑ ｉ ｍ ｎ ｓ ｏ ｄ ｍ Ａ ｒ Ｃ ｔ ｒ Ｅ ｕ ｐ ｅ ｔ ｃ
基于５ 单片机的蔬菜大棚监控 １ 系统设计与实现
聂 虹 （ 福建农林 大学机 电工程 学院，福 建福 州 ３００ ） ５０２
展性 、提高 系统 。硬件部分主要完成各种传感器信 号 的采集 、转换 、各 种信息 的显示 ，主要 包括 以下 几个模块 ： ８Ｃ １ ９ ５主控模块 ，传感器模块 ， ４８显示模块等。 ４７０ 软件主要完成信号的处理及控制功能等 ， 其工作原理是 ：
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｏ ｔｃｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｎ ｏ ， ｃ ｏ ｏ ｔ ｌ ｒ ｙ ＷＯ ｄ ：ａ ｔｍａｉ ｏ ｔｏ， ｅ ｓ ｒ ｍｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ １ ｏ ｅ ５
温室是设 施农业 的典范 ，是 我 国农业 发展的重点 之一 ， 而 自动 监测 与控 制系统 是现代智 能化 温室 的重 要组成部 分 。 国 内外 温室种植 的实践 经验表 明 ，提 高温室 的 自动控制 和管 理水 平 ，可充分发挥温室的高效性 。
—
一
二 ｌ 二
— 度行理 光 旌 处
图１系统结构框 图
３软件设计
２ １８０ １ ． ９５硬件资源配置
基于单片机的大棚温湿度控制
课题的系统设计分成下位机和上位机两部分。下位机的硬件设计主要是采集大棚中两处的温湿度数据并进行显示以及越限时的报警控制设计。其中实际温湿度的采集由传感器完成。在系统的软件设计上，利用C语言进行下位机的编程；利用Visual Basic编程语言进行上位机的编程。同时下位机与计算机的通信互连需要用到串口通信方式。
毕业设计说明书（毕业论文）作者签名(手写):
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基于单片机的大棚温湿度控制系统设计
摘 要：社会发展变快，大棚的数量变得越来越多，大棚技术也广范应用起来。对于农业大棚来说，温湿度控制是一个很关键的管理因素。为此,利用单片机设计了一个简单易操作的大棚温度湿度控制系统。设计系统包括下位机控制和上位机监测。设计系统的下位机主控器件采用的是STC89C52单片机，通过DHT11传感器对大棚中两处的温度和湿度进行检测，在传感器检测到温湿度数据后将信号传送到单片机，单片机接收后对其进行分析处理，然后显示在下位机的显示屏上。当检测到的任一一处温湿度超出报警范围时，蜂鸣器鸣叫，单片机发送电信号给继电器，继电器工作，启动控制装置，采取相应的处理温湿度的措施。设计系统的上位机采用的是Visual Basic编程，通过串口接收到数据后在事先做好的上位机界面上进行大棚中温湿度的实时显示。设计主要实现了对大棚中多处温湿度的采集以及报警控制功能并且能通过上位机进行实时监测。通过这一系列的自动控制及监测功能来保证大棚中温湿度的稳定，进而确保植物的正常生长。
c)温湿度除了能显示在显示屏上，还能通过电脑进行实时监测显示，当温湿度越限时，上位机界面上的报警灯也会亮。
2
系统的设计总体概括为：下位机采用单片机作为主要器件，使用两个传感器采集大棚中的两处温湿度，然后通过显示屏上显示采集到的实时数据，并且可以利用按键设置报警界限，一旦过限，就会采取报警控制。同时利用串口通信，通过上位机实现对大棚中温湿度的监测。
基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计
基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计【摘要】本系统是一个自动测温控温系统。
主要采用ATB9C51单片机，以及温度传感器DS18B20，将采集到的实时温度通过串口向单片机进行传输，对温度进行实时监测，并将通过键盘设定的适合大棚植物生长最佳的温度。
最后将测得的结果发送到数码管显示出来。
该系统对所测得的温度值进行分析，自动驱动相应的降温或加热设备，以达到对温度智能控制。
在实际运用中我们就能够免除温度过高或过低给我们带来的经济损失。
1.前言1.1、系统的运用和实际意义在随着农业现代化的发展，名贵蔬菜栽培工程因其涉及学科广、科技含量高、和人民生活关系密切，己越来越受到世界各国的重视。
这也为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇，并产生巨大的推动作用。
我国的现代化温室是在引进和自我开发并进的过程中发展起来的。
温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类名贵蔬菜对温度生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，根据市场的供求关系，提早或延迟最佳食用期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。
温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。
随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。
控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。
终端控制设备向中央控制装置输送检测信息，根据中央控制装置的指令输出控制信号，使电器机械设备执行动作，实现温室环境调节。
1.2 、系统设计任务及要求1.2.1、设计任务设计一个基于单片机可以自动监控、调控大棚内温度的智能系统。
设计后的温度检测系统，通过外部设备控制设置温度，并能直接显示出来设置温度和当前温度。
若温度没达到设定的温度，系统都能够自动的调节温度，当温度低于设定温度值时启动加热设备，当温度高于设定温度值时启动降温设备，使得菜棚可以控制有利于植物生长的最佳温度，实现智能恒温控制。
1.2.2、设计要求（1）通过按键可以任意设置大棚内的温度。
基于51单片机的温室大棚温湿度测控系统
收稿日期:2007-03-20作者简介:张明洋(1981-),男(汉),福建惠安人,黎明职业大学电子工程系教师,主要从事电子与通信、视频处理等方面的研究。
文章编号:1008—8075(2007)02—0025—06・科技研究・基于51单片机的温室大棚温湿度测控系统张明洋(黎明职业大学电子工程系 福建 泉州 362000)摘要:介绍了基于A T89C51单片机的温室大棚温湿度测控系统设计原理,主要电路设计及软件设计等。
该系统采用A T89C51单片机作为控制器,可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节,具有上下位机直接设置温湿度范围,温湿度实时显示等功能。
上位机采用Delphi 软件进行编写,用户界面友好,操作简单,可以根据大棚作物生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图,从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。
关键词:51单片机;温室大棚;温湿度;测控系统中图分类号:S62513 文献标识码:A1 引 言植物的生长都是在一定的环境中进行的,其在生长过程中受到环境中各种因素的影响,其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。
环境中昼夜的温度和湿度变化大,其对植物生长极为不利。
因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制,使其适合植物的生长,提高其产量和质量。
本系统就是利用价格便宜的一般电子器件来设计一个参数精度高,控制操作方便,性价比高的应用于农业种植生产的温室大棚温湿度测控系统。
2 设计思想系统的一大特点是用户可以通过下位机中的键盘输入温湿度的上下限值和预置值,也可以通过上位机对温湿度的上下限值和预置值进行输入,从而实现上位机对大棚内作物生长的远程控制。
系统下位机设在种植植物的大棚内,下位机中的温湿度传感器可以将环境中的温湿度非电量参数转化成电量信号,再将这些信号进行处理后送至下位机中的单片机,单片机读取数据后将数据送到缓冲区内,通过L ED 数码管进行实时显示。
同时与原先内部设定的参数值进行比较处理;单片机可以根据比较的结果对执行机构发出相应的信号,并通过继电器的控制对相应的设备如喷水器、吹风机、加热器、降温泵等进行操作,调节大棚内温湿度状态。
基于51单片机的花卉温室控温系统设计程序
基于51单片机的花卉温室控温系统设计程序【基于51单片机的花卉温室控温系统设计程序】在现代农业生产中，智能化、精准化的环境调控技术已逐步成为提升农作物品质与产量的重要手段。
本文将详细阐述如何基于51单片机设计一套用于花卉温室的智能控温系统程序，以实现对温室内部温度的实时监测与精确控制。
一、系统概述本设计采用经典的51系列单片机作为核心控制器，通过温度传感器采集温室内的实时温度数据，并依据预设的适宜花卉生长的温度范围，通过执行机构（如加热器或冷却风扇）进行温度调节，确保温室环境始终处于最适宜花卉生长的状态。
二、硬件设计硬件部分主要包括51单片机、温度传感器（如DS18B20）、执行机构（如继电器控制的加热设备和冷却设备）以及电源模块等几大部分。
1. 51单片机：作为系统的主控制器，负责接收、处理和输出信号，其强大的计算能力和丰富的IO接口满足了系统设计的需求。
2. 温度传感器：DS18B20是一种常用的数字温度传感器，具有高精度、抗干扰性强的特点，能够准确获取温室内的实时温度数据。
3. 执行机构：当温度超出设定范围时，由51单片机发出指令，通过驱动电路控制继电器的通断，进而启动或关闭加热器和冷却风扇，实现温度调控。
三、软件设计1. 系统初始化：程序开始运行时，首先完成单片机和各外围设备的初始化设置，包括定时器、中断、串口通信等功能模块的配置。
2. 温度采集：编写子程序，定期读取DS18B20返回的温度数据，将其转化为数字信号存储于单片机内存中。
3. 数据处理与决策：根据预设的温度上下限，判断当前温室内的实际温度是否超出了适宜范围。
若超出，则触发相应的控制策略——当温度过低时，开启加热设备；反之，当温度过高时，则启动冷却风扇。
4. 控制执行：通过单片机的输出端口，控制相应继电器的动作，从而调整温室内的温度。
5. 实时显示与报警功能：设计数据显示及报警模块，将实时温度信息显示在LCD屏上，并在温度异常时通过蜂鸣器等方式进行报警提示。
基于51单片机的温室大棚温湿度检测报警系统设计
湖南科技大学课程设计课程设计名称：多路温湿度测试报警系统学生姓名：学院：机电工程学院专业及班级：09级测控一班学号：00指导教师：2013年01 月18 日湖南科技大学机电工程学院课程设计任务书摘要随着现代技术的不断发展，生产生活现代化的不断提高，用温室大棚技术来培养农作物可以显著的提高农作物产量，降低农业生产对自然环境和气候变化的要求。
然而温室大棚对于温度湿度等一系列空气成分指标要求非常严格，而现代化的温室大棚则必须有一整套温度湿度的检测和控制系统，本设计就是为了适应现代温室大棚的需求，更加方便有效地观测环境温湿度，以便于更为科学合理地对温室大棚进行管理。
本设计是以单片机为核心，配合温湿度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度和湿度信号，检测人员可以通过LCD显示的数据，实时监控环境的温度和湿度情况，如果检测到的数据超过所设定的温湿度上下限，则系统会自动产生相应的声光报警。
所有的测量操作都可以通过主机控制软件来实现，温度和湿度传感器得到的测量信号，经电路转换为电信号，然后通过转换送到单片机进行数据处理，经软件分析处理后送显示装置。
本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，系统还应用RS232与上位机相连接，可以设置自动记录温度、湿度的相关的参数，也可以设置每隔一定的时间自动记录，操作简便，应用广泛。
关键词：STC89C52单片机，温湿度传感器， LCD显示AbstractWith the development of modern technology, the production of modern life continues to improve, for greenhouse technology to cultivate crops can significantly increase the yield of crops, reducing the agricultural production of the natural environment and climate change request. However, the greenhouse temperature and humidity requirements for a series of air composition indicators are very strict, and greenhouse modernization must have a set of temperature and humidity measurement and control system, the design is for people living with and the continuous improvement of production level, to the living environment and the requirements of the production environment is particularly important, control temperature and humidity is a typical example, therefore, emerge as the times require an intelligent temperature and humidity detection system in modern life and fast, convenient and reliable detection system, especially in the industrial production if the detection of inaccurate will occur in many production accidents. To provide a better life for modern people to work, scientific research, and more convenient facilities, we must start from the SCM technology, all toward digital control system, intelligent control direction. The design is based on single-chip microcomputer as the core, with the temperature and humidity sensor, detecting system and related peripheral circuit, can receive the measurement of environmental temperature and humidity signal, detecting personnel can be displayed by the LCD data, the temperature and humidity of real-time monitoring of the environment. The measurement operation all can be realized through the host computer control software, the measurement signals are temperature and humidity sensor, the circuit is converted to electrical signals, and then the data were processed by conversion to SCM, through the software analysis processing evacuation display device.The system hardware and software design, including the system of high reliability, simple structure, realizes the automatic control of temperature and humidity. The system also applies RS232 and host machine is connected, can parameters related to the automatic recording of temperature, humidity settings, can also be set at a certain time automatic recording, available in the meteorological observation.Keywords ：STC89C52 microcontroller, temperature and humidity sensor, LCD display目录第1章概述……………………………………………………………………………1.1 课题研究的背景………………………………………………………………1.2 温湿度检测的发展状况以及存在的问题…………………………………1.3 本课程设计的主要内容………………………………………………………第2章系统总体方案设计………………………………………………………2.1 温湿度传感器…………………………………………………………………2.1.1 DHT11产品概述…………………………………………………………2.1.2 接口说明……………………………………………………………………2.1.3 电源引脚……………………………………………………………………2.1.4 串行接口(单线双向)……………………………………………………2.1.5 DHT11引脚说明…………………………………………………………2.1.6 焊接信息……………………………………………………………………2.1.7 注意事项……………………………………………………………………2.2 RS232接口……………………………………………………………………2.3 单片机STC89C52 ………………………………………………………2.4 LCD1602………………………………………………………………………第3章系统的硬件设计和连接…………………………………………………3.1 主控模块……………………………………………………………………………3.2 显示模块……………………………………………………………………………3.3 温度和湿度采集模块……………………………………………………………3.4 键盘设计……………………………………………………………………………3.5 与上位机相连电路的设计………………………………………………………3.6 报警电路设计………………………………………………………………………第4章系统软件方案的设计………………………………………………………4.1 程序流程图…………………………………………………………………………第5章总结与展望……………………………………………………………………参考文献因此为了保证产品的质量及机台的使用寿命，对其环境的要求也很高，尤其的是对温度、湿度的控制。
基于单片机的大棚温湿度的控制系统设计
基于单片机的大棚温湿度的控制系统设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计
基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计一、本文概述随着现代农业技术的快速发展，温室大棚作为农业现代化的重要标志之一，已经成为提高农业生产效率、实现优质高效农业生产的重要途径。
温湿度作为影响植物生长的重要因素，对其进行有效控制对温室大棚内植物的生长具有至关重要的意义。
传统的温室大棚温湿度控制主要依赖人工经验和手工操作，这种方法不仅效率低下，而且很难实现对温湿度的精确控制。
基于单片机的温室大棚温湿度控制系统的设计研究成为了当前的研究热点。
本文旨在设计并实现一种基于单片机的温室大棚温湿度控制系统，通过自动采集和分析温室大棚内的温湿度数据，实现对温室大棚温湿度的精确控制。
本文首先介绍了温室大棚温湿度控制的重要性和现状，然后详细阐述了基于单片机的温室大棚温湿度控制系统的总体设计方案，包括硬件设计和软件设计。
接着，本文详细介绍了系统的主要功能模块，包括温湿度数据采集模块、数据处理与分析模块、控制执行模块等。
本文对所设计的系统进行了实验验证，并对实验结果进行了分析和讨论。
本文的研究不仅有助于实现对温室大棚温湿度的精确控制，提高农业生产效率，同时也为农业现代化的实现提供了新的技术支持。
希望本文的研究能够为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和借鉴。
二、系统总体设计在《基于单片机的温室大棚温湿度控制系统设计》的项目中，系统的总体设计是确保整个控制系统能够稳定运行并实现预期功能的关键环节。
总体设计主要涉及到硬件和软件两个方面。
硬件设计方面，首先需要选择合适的单片机作为核心控制器。
考虑到系统的实时性、稳定性和成本等因素，我们选择了性价比较高的STC89C52单片机。
该单片机具有高速、低功耗、易于编程等优点，非常适合用于温室大棚的温湿度控制。
除了单片机外，还需要设计外围电路，包括温湿度传感器的选择、信号调理电路、显示电路、报警电路以及执行机构控制电路等。
我们将选用DHT11温湿度传感器来实时监测大棚内的温湿度，通过信号调理电路将传感器输出的模拟信号转换为单片机能够识别的数字信号。
「基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计」
1.前言1．1、系统的运用和实际意义在随着农业现代化的发展,名贵蔬菜栽培工程因其涉及学科广、科技含量高、与人民生活关系密切, 己越来越受到世界各国的重视。
这也为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇,并产生巨大的推动作用。
我国的现代化温室是在引进与自我开辟并进的过程中发展起来的。
温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一,不同种类名贵蔬菜对温度生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，根据市场的供求关系，提早或者延迟最佳食用期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。
温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。
随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。
控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。
终端控制设备向中央控制装置输送检测信息,根据中央控制装置的指令输出控制信号,使电器机械设备执行动作，实现温室环境调节。
1.2 、系统设计任务及要求1 .2．1、设计任务设计一个基于单片机可以自动监控、调控大棚内温度的智能系统。
设计后的温度检测系统，通过外部设备控制设置温度,并能直接显示出来设置温度和当前温度。
若温度没达到设定的温度,系统都能够自动的调节温度,当温度低于设定温度值时启动加热设备,当温度高于设定温度值时启动降温设备，使得菜棚可以控制有利于植物生长的最佳温度，实现智能恒温控制。
1．2．2、设计要求(1)通过按键可以任意设置大棚内的温度。
(2)能检测当前大棚内的实时温度。
(3)能用数码管显示调节设置的温度值，和当前实时的温度值。
(4)能智能调节大棚内的温度,使当前温度等于设置的温度值。
(5)调节后的大棚内的温度与按键设置的温度，正负误差不能大于1度。
(6)温度显示的最小精度为 1 度,升温、降温阶段的温度控制精度要求为 1 度,保温阶段温度控制精度为 1 度 。
(7)智能系统的温度的加热,散热系统。
分别为电炉丝加热， 开启风扇和打开大棚门窗通风散热。
基于51单片机的温室大棚控制系统
目录1 绪论 (5)1.1 问题的提出 (5)1.2 课题的研究意义 (5)2 系统概述 (6)2.1 系统的功能要求 (6)2.2 系统的组成 (6)3 方案的比较和论证 (7)3.1 所采集信号的传输方式的选择 (7)3.2 模数转换的方案选择 (7)3.3 控制电路的方案选择 (8)4 单片机系统硬件设计 (8)4.1 单片机最小系统 (8)4.2 传感器信号采集电路 (10)4.3 A/D转换电路 (14)4.4 液晶显示电路 (15)4.5 继电器控制电路 (17)4.6 串口通信模块 (19)4.7 nRF905无线传输模块 (21)4.8 3.3V电源设计 (22)4.9 GSM手机模块 (22)5 单片机系统软件设计 (23)5.1 DS18B20温度采集子程序流程图 (24)5.1 nRF905无线模块收发流程图 (24)6 uPLC可编程逻辑控制器设计 (26)6.1 uPLC可编程逻辑控制器简介 (26)6.2 uPLC主要性能参数 (26)6.3 uPLC的运算功能 (27)6.4 uPLC梯形图语言 (27)7 Fameview组态软件设计 (29)7.1 Fameview组态软件简介 (29)7.2 Fameview组态特点 (30)7.3 Fameview组态性能指标 (30)7.4 Fameview组态软件设计步骤 (31)8TeamViewer远程控件设计 (36)8.1 TeamViewer简介 (36)8.2 建立TeamViewer远程连接 (37)9 系统调试 (40)9.1 硬件电路调试 (40)9.2 软件调试 (40)9.3 软硬件结合调试 (41)结论 (41)参考文献 (41)附录 (42)摘要：随着电子技术及其应用需求的发展，单片机技术在高集成度、高速度、低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
伴随着科学技术的发展和农业产业结构的调整，中国农业走上了现代化、设施化的道路。
基于51单片机的蔬菜大棚控制系统
较件开疾与系用信豔与电睡China Computer&Communication2018年第10期基于51单片机的蔬菜大棚控制系统向玲(西华师范大学电子信息工程学院，四川南充637000)摘要：基于51单片机的蔬菜大棚智能控制系统主要由灌溉系统、光照系统、温度系统等几个小系统组成。
灌溉系统主 要由湿度传感器、AD转换组成；光照系统主要由光敏电阻以及AD采集模块构成；温度系统主要通过DS18B20芯片采集大棚内 的温度。
此外，系统硬件电路还需51单片机最小系统、显示单元、EEPR0M存储单元、报警单元、UART串口通信模块、按键模块。
关键词：蔬菜大栩；智能控制；单片机中图分类号：TP273.5 文献标识码：A文章编号：1003-9767 (2018) 10-100-02Vegetable Greenhouse Control System Based on 51 Single Chip MicrocomputerXiang Ling(School of Electronic and Information Engineering,China West Normal University,Nanchong Sichuan637000, China)Abstract:The intelligent control system of vegetable shed based on51 single chip microcomputer is composed of irrigation system,illumination system and temperature system.The irrigation system is mainly composed of humidity sensor AD conversion;the illumination system is mainly composed of photosensitive resistor and AD conversion module;the temperature system mainly depends on DS18B20 chip for temperature acquisition.In addition,the hardware circuit of the system also needs51 single chip microcomputer minimum system,display unit of EEPROM memory unit,alarm unit of UART serial port communication module,key module.Key words：vegetable greenhouse;intelligent control;single chip microcomputer现在国家大力提倡智能化农业，传统的生产方式很难在 科技发达的今天立足，所以实现智能化农业生产是大势所趋。
基于51单片机的大棚温湿度自动控制系统
关键词：大棚、温湿度、智能、单片机、传感器
I
河南理工大学毕业设计（论文）说明书
ABSTRACT
In the modern agricultural production, shed greenhouse used more widely. It’s because of shed greenhouse people can buy everything in any seasons. The most important element of cultivate in shed greenhouse is the control of temperature and humidity. So, this project can finish the control of temperature and humidity with the help of SCM. As for the requirement of the temperature and humidity, this project use PC as host computer, use SCM as lower computer to take shape intelligent greenhouse environment measurement and control system. Considering economy, efficiency and functional this thesis design A89S52 as the core control apparatus and DHT11 as digital temperature and humidity sensor to measure and take samples. According to the analysis of the data and requirement, this system can make the control of greenhouse come true. For different parameters, we can use keyboard to set the anticipant range of the crop. The secondary computer communicates with host computer though RS232. In order that it's model block is composed of data acquisition, keyboard and display, siren and so on. At the last, this thesis presents the reliability and the measures to against interference, and make the system work more reliable and stable.
可实现的基于MCS_51单片机的恒温控制系统的设计
可实现的基于MCS_51单片机的恒温控制系统的设计《自动化技术与应用》2008年第27卷第10期108|TechniquesofAutomation&Applications经验交流TechnicalCommunications可实现的基于MCS-51单片机的恒温控制系统的设计关平1,刘红2,林强3（1.黑龙江大学信息科学与技术学院,黑龙江哈尔滨,150080;2.黑龙江大学电子工程学院,黑龙江省哈尔滨,1500803.黑龙江大学体育部资料室,黑龙江哈尔滨,150080）摘要:本设计以MCS-51单片机为控制内核,运用典型的偏差控制方法——PID算法,实现设定值与采样值间的PID运算,来控制可控硅的通断时间,完成温度的自动调节。
此系统基本上达到恒温的设计要求,具有偏差小,系统稳定的优点。
关键词:单片机;温控;A/D转换;PID算法中图分类号:TP464文献标识码:B文章编号:1003-7241(2008)10-0108-03AnEmbeddedFaultArcProtectingandMonitoringSystemGUANPing1,LIUHong2,LINQiang3(1.HeilongjiangUniversity,CollegeofInformationScienceandT echnology,Harbin150080China;2.HeilongjiangUniversity,CollegeofElectronicEngineering,Ha rbin150080China;3.HeilongjiangUniversity,DepartmentofPhysicalEducation,Ha rbin150080China)Abstract:Thispaperpresentsthedesignofatemperaturecontrol systembasedonMCS-51.TheSCRiscontrolledbyaPIDalgorithm.Thehardwareofthesystemisalsopresented.Keywords:SCM;tempraturecontrol;A/Dconverter;PIDalgorith m收稿日期:2008-08-131引言在实际生产过程中,对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度都需监测和控制,从而保证生产过程的顺利进行[4]。
基于MCS-51芯片的大棚恒温控制系统设计
基于MCS-51芯片的大棚恒温控制系统设计李文才【摘要】阐述了用MCS-51单片机控制电加热器的恒温控制系统,主要包括系统的结构、硬件电路以及相应软件的设计.采用增量式PID算法处理电加热器的温度控制,能够满足农业工程领域的科学研究、作物生长等有关恒温加热的要求.该系统具有控制简单、扩展能力强、系统成本低等诸多优点,有着广泛的应用前景.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2009(031)003【总页数】3页(P109-111)【关键词】恒温控制;智能PID;电加热器【作者】李文才【作者单位】河北工程技术高等专科学校,河北,沧州,061001;河北工业大学,天津,300130【正文语种】中文【中图分类】S625.5+10 引言随着现代农业的发展，许多作物生长科学研究都是在大棚中进行的，其对所处环境温度要求较高，需实现在不同季节、不同时段内按照要求对温度进行调解。
针对这种特殊要求，笔者利用MCS-51单片机设计了一套恒温控制系统，使大棚的温度控制更加可靠、灵活和方便，为科学研究、实验分析和作物生长提供理想的环境。
1 系统总体结构恒温控制系统由单片机、温度测量与控制、人机对话等3部分组成，如图1所示。
单片机为该系统的核心，负责对整个系统进行控制，由MCS-51单片机实现；温度测量与控制部分实现对大棚内温度的实时监测与控制；人机对话部分实现按实际需求对系统进行初始化设置和声音报警等。
图1 系统结构图1.1 单片机用MCS-51单片机作为控制主机，实现实时温度测量、温度显示、声音报警及可控硅调解与控制，选用EPROM2764芯片作为程序存储器。
1.2 加热器控制部分加热控制由可控硅来控制，加热器和双向可控硅串联在220V单相交流电路中，单片机MCS-51将控制信号通过P1.7输出，经过光电隔离与驱动电路送到双向可控硅的控制端，实现对可控硅的通断控制，即实现对加热器控制。
1.3 温度测量部分温度测量部分包括A/D转换器、变送器和热电阻3部分。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计_本科毕业论文
基于单片机温室大棚温度控制设计摘要：本系统以AT89C51单片机为控制核心，利用温度传感器AD590对蔬菜大棚内的温度进行实时采集与控制，实现温室温度的自动控制。
本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、加热模块、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。
可以通过按键设定温室的温度值，采集的温度和设定的温度通过LED 数码管显示。
当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。
通过该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制。
从而保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。
关键词：单片机、温室大棚、温度控制一、 硬件设计（一）设计目标本系统要控制的对象为这样一个规模的温室。
温室结构的参数为：屋脊高5.2m ，檐高3m ，单跨度6.5m ，长为20m ，地面面积为130平方米。
要实现的目标是，使薄膜温室的温度保持在20℃——30℃之间，在这个区域内温度值是可设定的。
（二）设计思路系统原理框图如图1所示。
本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、WP 型温室加热器、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。
通过按键设定温度值，设定的温度值和采集的温度值都可以通过LED 数码管显示。
当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。
该系统对温度的控制范围在20℃——30℃，温度控制的误差小于等于0.5℃。
通过使用该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制,保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。
温度采集键盘扫描AT89C51控制系统图1系统原理框图该系统分为六个模块，分别是单片机小系统模块、温度采集模块、显示模块、键盘扫描模块、加热模块和降温模块。
（三）基于AT89C51的单片机小系统本系统采用Atmel 公司所生产的AT89C51单片机。
AT89C51单片机小系统如图2所示：图2 单片机小系统这个小系统由时钟脉冲和复位电路组成， AT89C51内部已具备振荡电路，只要在接地引脚上面的两个引脚（即19、18脚）连接简单的石英晶体即可。
毕业设计_基于单片机的温室大棚自动控制系统
论文题目：基于单片机的温室大棚自动控制系统基于单片机的温室大棚自动控制系统【摘要】本系统由单片机STC89C52、温度检测电路、湿度检测电路、光照度检测电路、键盘扫描电路、时钟电路、传感器电路以及继电器控制电路等部分组成。
系统采用STC89C52单片机，功能强、功耗低、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等特点。
论文完成了以STC89C52单片机为核心对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的阐述。
该系统对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。
克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。
【关键词】单片机、湿敏传感器、数字温度传感器、光敏电阻、继电器控制。
目录1.绪论 (3)1.1选题背景 (3)1.2国内外的发展现状 (3)1.3课题内容、目的及思路 (3)1.4设计过程及工艺要求 (3)2.方案的比较和选择 (4)2.1湿度传感器的选择 (4)2.2温度传感器的选择 (5)2.3光照度传感器的选择 (6)3系统的总体设计 (6)3.1确定系统任务 (6)3.2系统的组成和工作原理 (7)3.3元件的特性 (10)3.3.1 STC89C52特点 (10)3.3.2AD0804特点 (11)4.电路设计 (11)4.1湿度测量电路 (11)4.2温度测量电路 (12)4.3光照度测量电路 (13)4.4数据显示电路 (13)4.5复位电路 (14)4.6键盘电路 (14)4.7继电器控制电路 (15)5.软件设计 (15)5.1主程序流程图 (15)5.2.参数测量子程序流程图 (17)5.3.键盘扫描子程序流程 (17)6.总结................................................................................................ 错误！未定义书签。
“基于MCS-51单片机的番茄大棚的温湿度控制系统研究”文献综述_刘炳强
福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）文献综述题目：基于MCS-51单片机番茄大棚温湿度控制系统研究姓名：刘炳强学号：210992220系别：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化年级：2009级指导教师：（签名）年月日前言随着我国农业结构的不断调整和科学技术的不断进步，如何使温室的环境气候条件更好满足温室作物的生长和降低劳动成本等方面提出了更高的要求。
传统的温室大棚一般不能自动控制室内环境参数，且劳动强度大，而引进的国外的相关设备价格昂贵，很多农民负担不起。
因此，本毕业设计提出采用MCS-51单片机为核心，实现温室环境气候的自动控制，具有实际应用价值。
文献综述文献[1]：介绍了以AT89S52单片机为控制单元、温度传感器DS18B20与湿度传感器SHT10为主要控制器件，实现多点温度、湿度的测量、控制和显示，并对数据实时记录以到达对实时变化的温度、湿度信息的需求。
并采用VB6.0 软件进行上位机程序设计。
本文献所介绍的数字温湿度对课题中的硬件系统、软件系统的设计以及程序流程的设计等都起着决定性的作用。
文献[2]：介绍了具有无线功能的温度湿度测控系统的工作原理、硬件结构设计、试验结果。
该系统以温度湿度传感器为核心,利用无线收发器构成无线扫描控制系统,实现了温度0.6℃误差和湿度5%RH误差的测量。
该系统体积小、功耗低、电路简单,可以方便安装和实现实时监控。
本文献有助于本设计对传感器的选择和信号采集、转换的方法的设计。
文献[3]：介绍多点多点温度监测系统的上位机和下位机两大部分。
下位机实现温度的监测并提供标准的RS232通信接口，芯片视野ARMEL公司的AR89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。
上位机部分使用通用PC，适用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。
多点温度监测系统的设计关键在于温度传感器的选择和主控单元设计。
温度监测系统具有多点、环境复杂、布线分散离监控室远等特点。
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基于MCS -51芯片的大棚恒温控制系统设计李文才1,2(1.河北工程技术高等专科学校,河北沧州061001;2.河北工业大学,天津 300130)摘 要:阐述了用M CS -51单片机控制电加热器的恒温控制系统,主要包括系统的结构、硬件电路以及相应软件的设计。
采用增量式P I D 算法处理电加热器的温度控制,能够满足农业工程领域的科学研究、作物生长等有关恒温加热的要求。
该系统具有控制简单、扩展能力强、系统成本低等诸多优点,有着广泛的应用前景。
关键词:恒温控制;智能P ID;电加热器中图分类号:S625.5+1 文献标识码:A文章编号:1003-188X (2009)03-0109-030 引言随着现代农业的发展,许多作物生长科学研究都是在大棚中进行的,其对所处环境温度要求较高,需实现在不同季节、不同时段内按照要求对温度进行调解。
针对这种特殊要求,笔者利用MCS-51单片机设计了一套恒温控制系统,使大棚的温度控制更加可靠、灵活和方便,为科学研究、实验分析和作物生长提供理想的环境。
1 系统总体结构恒温控制系统由单片机、温度测量与控制、人机对话等3部分组成,如图1所示。
单片机为该系统的核心,负责对整个系统进行控制,由M CS-51单片机实现;温度测量与控制部分实现对大棚内温度的实时监测与控制;人机对话部分实现按实际需求对系统进行初始化设置和声音报警等。
图1 系统结构图1.1 单片机用MCS-51单片机作为控制主机,实现实时温度测量、温度显示、声音报警及可控硅调解与控制,选用EPROM 2764芯片作为程序存储器。
1.2 加热器控制部分收稿日期:2008-05-11作者简介:李文才(1974-),男,河北围场人,讲师,河北工业大学在职研究生,(E-m ail)hb z xjl w c @163.co m 。
加热控制由可控硅来控制,加热器和双向可控硅串联在220V 单相交流电路中,单片机MCS -51将控制信号通过P1.7输出,经过光电隔离与驱动电路送到双向可控硅的控制端,实现对可控硅的通断控制,即实现对加热器控制。
1.3 温度测量部分温度测量部分包括A /D 转换器、变送器和热电阻3部分。
系统的硬件电路,如图2所示。
用于温度测量的热电阻要求性能稳定、抗氧化和抗腐蚀。
考虑到大棚内温度的测量范围变化有限,选用分度号为Cu50的铜热电偶,其测量范围为-50~150 。
变送器将温度变化引起的铜热电偶变化转化成电压信号,当温度在0~50 时变送器输出0~5V 的电压。
A /D 转换部分利用ADC0809组成转换电路,ADC0809是逐次逼近式8位模/数转换芯片,其输出具有三态锁存功能,内有8个输入通道,比较适合转换精度要求不高的单片机应用系统[1]。
ADC0809芯片的转换结束信号EOC 接MCS-51的外部中断I N T1(P3.3)上,MCS-51的P2.7作为ADC0809的片选信号,在启动A /D 转换时,由M CS -51的W R 信号和P2.7的 逻辑或非!控制ADC0809的通道地址锁存和启动转换。
ADC0809的转换结束信号输出EOC 经过反相后与MCS-51的I N T1端相连,作为A /D 转换结束的中断申请信号。
系统设计完成后,调解变换器的输出,当温度为0 时,变换器输出0V,A /D 转换器转换结果为00H;当温度为50 时,变换器输出5V,A /D 转换器转换结果为19H 。
也就是说,温度在0~50 时,A /D 转换器转换结果为00H ~19H 。
这样处理既可以减少标度变换,又可避免由标度变换带来的误差。
图2 控制系统电路图1.4 显示和报警部分显示器设有3位LED数码显示器,当启动加热时显示器显示定时温度,停止加热时显示设定的温度。
为充分利用M CS-51单片机的资源,较少扩展电路和节省I/O口线,采用串行口,工作方式0作为LED显示器的接口,利用74LS164移位寄存器构成显示器接口电路。
键盘只设置3个按键,由I/O口的低3位作为键盘接口,3个键分别为启动、十位和个位。
其中,后2个键通过连续按实现相应位上数字在0~9之间循环,从而实现置数功能。
同时,为实现复位和加热就地控制,系统还设有复位/停止键。
报警系统采用电铃作为发生器件,将P1.6与其相连,当温度超过警戒温度时,实现报警,并通过可控硅自动关闭电热器。
2 系统软件设计该大棚恒温控制系统软件部分主要包括采样计算过程和控制过程两个阶段。
其系统软件主要分为主程序、采样中断程序、智能PI D调用子程序和控制中断服务程序,重点是智能PI D程序的编写和PI D调解参数的确定。
主程序进行初始化并启动ADC0809采样温度,采样中断服务程序处理采样数据,控制中断服务程序根据输出信号的高低电平实现对电加热器进行控制。
PI D调解器是一种线性调节器,该调解器是将设定值r(t)与输出值c(t)进行比较构成控制偏差e(t)=r(t)-c(t)将其按比例、微分和积分运算后,并通过线性组合构成控制量,如图3所示。
因此,简称为P (比例)I(积分)D(微分)调节器[2]。
图3 P I D调解器控制系统框图由于单片机是通过软件来实现其控制算法的,因此必须对模拟调解器进行离散、量化处理。
这样,只能根据采样时刻的偏差值来计算被控量,而不能对积分和微分项直接准确计算;只能用数值的方法逼近,用离散的差分方程来代替连续的微分方程。
根据输出量u(k)的形式可分为位置式PI D控制算法和增量式PI D控制算法。
本系统采用增量式控制算法,因为位置式算法每次输出与整个状态有关,计算式中要用到过去偏差的累加值,容易产生较大的累积误差[3]。
而增量式算法只需计算增量,当存在误差或精度不足时,对控制量的影响较小。
增量式PI D控制算法表达式为u(k)=u(k)-u(k-1)其递推形式为u(k)=a0e(k)-a1e(k-1)+a2e(k-2)其中,a0=k p(1+T/T1+T D/T);a1=k p(1+ 2TD/T);a2=kpTD/T。
增量式PI D算法流程,如图4所示。
图4 增量式P I D算法程序流程图系统的恒温加热时间是从测量的实时温度达到设定值时开始的。
首先利用人机对话系统设置温度限值,启动系统,温度测量系统不断检测并显示大棚中的实时温度,当达到设定值的下限或上限值时发出报警信号,系统启动或关闭电加热器,这样不断地循环,使大棚内温度保持在设定的范围内。
温度限值的设定可以根据实际工作和作物生长的需求改变,通过按复位/停止键后重新进行设置。
3 结束语主要阐述了用M CS-51单片机通过可控硅控制电加热器,通过测量实时数据与设定值进行对比,采用增量式PI D进行温度处理达到大棚恒温控制。
该系统具有控制简单、扩展能力强、系统成本低等诸多优点。
参考文献:[1] 李光弟.单片机技术[M].北京:中央广播电视大学出版社,2001.[2] 姜忠良.温度的测量与控制[M].北京:清华大学出版社,2005.[3] 高金源.计算机控制技术[M].北京:中央广播电视大学出版社,2001.Design of Consant Te mperature Control Syste mUsed i n Greenhouse Based on MCS-51L iW encai1,2(1.H ebe i Eng i n eering and Technical Co llege,Cangzhou061001,Ch i n a;2.H ebei U niversity of Techno logy,T i a nji n 300130,China)Abst ract:The paper introduces the design o f consant te m perature control syste m of an e lectric heater w ith the si n g le ch i p m icroco m puter MCS-51.The e m phasis i s la i d on the princ i p le of the contro l syste m,the str uctre of the hard w are circuit and soft w are desi g n m ethods.The te m perature o f ther m ocouple is contro lled by the increased dig ita l PI D a l g orithm.This syste m not only can adapt to the science study on agriculture pr oducti o n,but a lse satisfy t h e practice need of cropper gro w th.Broad app licati o n prospects of th is syste m w ere also be lieved due to itsm any m er its such as si m p le con tro,l str ong expand capacity,and lo w cost.K ey w ords:constant te mperature contro;l i n te lli g ent PI D;the m ocouple。