一种基于单片机的温室控制系统的设计
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统一、本文概述随着科技的发展和现代化农业的需求增长,温室大棚环境参数的自动控制已成为提高农业生产效率、保证农产品质量的重要手段。
本文将介绍一种基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统,该系统能够实时监测并调控温室内的温度、湿度、光照等关键环境参数,以实现最优化的作物生长环境。
本文将首先概述系统的整体架构和工作原理,然后详细介绍各个组成部分的设计和实现,包括传感器选择、单片机编程、执行机构控制等。
还将讨论系统的优点、实际应用情况以及可能存在的问题和改进方向。
通过本文的阐述,旨在为相关领域的研究人员和从业者提供有益的参考,推动温室大棚环境参数自动控制系统的发展和应用。
二、单片机技术概述单片机,全称为单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer),是一种集成电路芯片,它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。
单片机技术自20世纪70年代诞生以来,经历了从4位、8位、16位到32位等几大阶段的发展。
随着微处理器、半导体及超大规模集成电路技术的迅猛发展,单片机的技术也在不断进步。
目前,单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。
在温室大棚环境参数自动控制系统中,单片机作为核心控制单元,负责接收各种传感器采集的数据,并根据预设的控制算法对这些数据进行处理,从而控制温室内的环境参数,如温度、湿度、光照等。
单片机通过其强大的数据处理能力和灵活的I/O控制能力,实现了对温室环境的精确控制,提高了温室大棚的生产效率和产品品质。
单片机还具有高度的集成性和扩展性,可以通过添加不同的外设模块,实现对温室大棚内其他环境参数的监控和控制,如土壤湿度、二氧化碳浓度等。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计_毕业论文剖析
ORG 00H
JMP START
ORG 0BH
JMP TIM0
START: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#60
MOV TL0,#76
SETB TR0
MOV IE,#82H
MOV R4,#09H
MOV R0,#30H
CLEAR: MOV @R0,#00H
DJNZ R4,CLEAR
JMP WAIT
ADC: MOVX A,@R0
MOV 37H,A
CLR C
SUBB A,36H
JC TDOWN
TUP: MOV A,37H
CLR C
SUBB A,34H
JNC POFF
JMP LOOP
PON: CLR P2.1
JMP START0
POFF: SETB P2.1
JMP LOOP
TDOWN: MOV A,37H
图4 ADC0804
如图4,A/D转换器就是模拟/数字转换器,是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出,而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器,以便更广泛地应用。
ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示:
十六进制
二进制码二
与满刻度的比率
相对电压值VREF=2.56伏
A
1010
10/16
10/256
3.200
0.200
9
1001
9/16
9/256
2.880
0.180
8
1000
8/16
8/256
2.560
0.160
7
0111
7/16
基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现
基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现一、本文概述随着农业科技的不断进步和智能化的发展,温室大棚作为现代农业生产的重要设施,其环境控制技术的智能化和精确化需求日益凸显。
温度作为影响作物生长的关键因素之一,其稳定且精确的控制对于提高温室大棚的产量和品质至关重要。
因此,设计与实现一种高效、稳定的基于单片机的温度测控系统,对于温室大棚的智能化管理具有重要的现实意义和应用价值。
本文旨在介绍一种基于单片机的温度测控系统在温室大棚中的设计与实现过程。
文章首先概述了温室大棚温度控制的重要性和现有的温度测控技术,然后详细介绍了基于单片机的温度测控系统的总体设计方案,包括硬件平台的选择、传感器的选型与布局、测控算法的设计与优化等。
接着,文章重点阐述了系统硬件和软件的具体实现过程,包括温度数据的采集与处理、控制信号的生成与执行等关键环节的实现细节。
文章对系统的性能进行了测试和评估,并给出了实际应用中的效果分析。
通过本文的研究和实践,旨在为温室大棚的温度测控提供一种可靠、高效的技术解决方案,为现代农业的智能化和精准化生产提供有力支持。
也为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、系统总体设计在温室大棚中,温度是影响作物生长的关键因素之一。
因此,我们设计的基于单片机的温度测控系统旨在实现对大棚内温度的实时监测和智能控制,以确保作物在最佳的温度环境下生长,提高产量和品质。
本系统主要由温度传感器模块、单片机控制模块、显示模块、报警模块和执行机构模块组成。
温度传感器模块:负责实时采集大棚内的温度数据,并将数据传输给单片机控制模块。
单片机控制模块:作为系统的核心,负责接收温度数据,进行数据处理和分析,并根据设定的温度阈值控制执行机构的动作。
显示模块:用于实时显示大棚内的温度数据和系统状态,方便用户查看。
报警模块:当大棚内温度超出设定的阈值时,触发报警模块,提醒用户及时采取措施。
执行机构模块:根据单片机的控制指令,通过加热或降温设备调节大棚内的温度。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。
随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加,智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。
当前,传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求,而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。
传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制,往往无法实时监测温室内外环境的变化,导致温室作物生长过程中出现问题。
设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。
通过引入单片机技术和传感器技术,智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制,如温度、湿度、光照等。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制,为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。
研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。
通过研究,旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度,提升温室作物的生产效率和质量。
具体目的包括:1. 设计一套智能温室大棚系统,实现温室环境监测、控制和调节功能,实现对作物生长环境的精细化管控;2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法,确保系统的稳定性和可靠性;3. 开发相应的软件模块,实现对温室大棚的智能控制,包括自动化灌溉、通风、照明等功能;4. 测试系统的性能,评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性;5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段,推动农业现代化发展,提升粮食生产能力和质量。
1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面:智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。
通过智能温室大棚系统,我们可以实现精确的环境控制,包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节,从而为作物提供更适宜的生长环境。
基于单片机的智能温室控制系统设计
基于单片机的智能温室控制系统设计摘要温度、湿度、光照强度等因素是影响农作物生长的重要的环境因子,如若能对温室内这些环境因子进行适当地控制,给农作物一个提供一个适合生长而且相对稳定的环境,对农业生产是非常有利的。
同时,考虑到我国国情,价格昂贵的温室控制系统不适合在国内推广。
所以,研究出一款低成本、操作简单、可靠性较高的温室控制系统具有很强的理论意义及实际意义。
根据以上目的,本文做了如下研究:首先,本文阐述了智能温室控制系统的研究意义以及研究方向。
其次,对国内外情况进行对比分析,着重分析一些发达国家的成果及经验,论述了该理论较为先进的一些成果,并指出国内在此方面发展的不足,需要做出哪些改进和发展。
然后,通过比较和分析选择出合适的电路元器件并以这些元器件为基础搭建出传感器模块,A/D转换模块,显示模块,按键模块,继电器控制模块和电源模块的电路原理图并给出程序框图。
最后,以STC89C52单片机为核心,组成完整电路。
通过单片机对各个模块进行控制,实现温室内温度、湿度、光照强度的实时测量与控制,达到温室内各个环境因子维持在一定范围内的目的。
不仅克服了人工测量方法的弊端,还避免了人为的失误造成不必要的损失。
关键词温室控制;单片机;传感器;信号采集Design of Intelligent Greenhouse Control SystemBased on MCUAbstractTemperature, humidity, and light intensity are the important factors for the crop growth. It is really beneficial for agricultural production if we can control of these factors in the greenhouse properly and provide a relatively appropriate and stable environment. Besides, according to the situation of our country, the expensive greenhouse control system is not suitable in the domestic promotion. So developing a low cost, simple operation, high reliability of the greenhouse control system has a strong theoretical and practical significance. Based on the purpose above, this dissertation makes the following research:First of all, this dissertation expounds the significance and research directions of intelligent greenhouse control system. Secondly, it compares the situation of domestic and international, analyzes the achievements and experience of some developed countries emphatically, discusses some results of the theory that is more advanced, and points out the deficiency of domestic and what needs to be done to improve and develop in this respect. Then it choose the appropriate circuit components by comparing and analyzing, build the sensor module, A / D conversion module, display module, keyboard module, relay control module and power module circuit diagram based on these components and gives the program block. Finally, it builds a complete circuit based on STC89C52 microcontroller as the core. Through the controlling of other modules by MCU, it realizes the real-time measurement and controlling of temperature, humidity and light intensity in the greenhouse and reaching the purpose of maintaining the environment factors within a certain range. Keywords greenhouse controlling; MCU; sensor; S ignal acquisitio n目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 目录................................................................................................................... I II 第1章绪论.................................................................................................... - 1 -1.1智能温室系统的研究意义及发展方向............................................. - 1 -1.2 智能温室系统国内外研究现状及科研成果.................................... - 2 -1.2.1智能温室系统国外研究现状................................................... - 2 -1.2.2智能温室系统国内研究现状................................................... - 2 -1.2.3智能温室系统一些科研成果................................................... - 4 -1.3 课题的选题背景................................................................................ - 6 -1.4 课题的研究内容和所做工作............................................................ - 6 - 第2章各个元器件的比较和选择................................................................ - 7 -2.1单片机的比较与选择......................................................................... - 7 -2.2 温度传感器的比较与选择................................................................ - 8 -2.3 湿度传感器的比较与选择.............................................................. - 10 -2.4光照传感器的选择........................................................................... - 11 -2.5显示模块的选择............................................................................... - 12 -2.6按键模块的选择............................................................................... - 13 -2.7本章小结........................................................................................... - 13 - 第3章系统总体与各个模块的具体设计.................................................. - 14 -3.1系统总框图....................................................................................... - 14 -3.2硬件电路的组成............................................................................... - 15 -3.3各个模块具体设计........................................................................... - 15 -3.3.1信号采集模块......................................................................... - 15 -3.3.2信号分析模块......................................................................... - 18 -3.3.3控制和显示模块..................................................................... - 20 -3.3.4执行模块................................................................................. - 23 -3.3.5电源模块................................................................................. - 29 -3.4本章小结........................................................................................... - 29 - 结论.............................................................................................................. - 30 - 参考文献........................................................................................................ - 31 - 致谢.............................................................................................................. - 33 - 附录A 总电路图........................................................................................... - 34 - 附录B 温度湿度采集模块程序................................................................... - 35 - 附录C 英文文献及翻译............................................................................... - 48 -第1章绪论1.1智能温室系统的研究意义及发展方向智能温室是现代农业重要组成部分,温室产业在我国农业比重不断增加,加快了我国现代化农业发展速度。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
随着人们对农业生产的日益重视,智能温室大棚系统成为了一个热门的研究方向。
本文将讨论基于单片机的智能温室大棚系统的设计与实现。
智能温室大棚系统的设计目标是提供一个自动化的环境控制系统,能够根据植物的需求来调节温度、湿度、光照等参数,以实现植物的良好生长环境。
系统的硬件主要由传感器、执行器、单片机和通信模块组成。
传感器用于采集环境参数,如温度、湿度和光照强度等,执行器用于控制温度、湿度和光照等参数。
单片机负责采集传感器数据,并根据预设的控制策略来控制执行器。
通信模块用于与外部设备或人机界面进行通信。
在系统的设计中,需要注意以下几个方面:
1. 温度控制:通过温度传感器采集温度数据,并根据设定的温度阈值来控制加热或散热装置,以维持温室内的稳定温度。
3. 光照控制:通过光照传感器采集光照强度数据,并根据设定的光照阈值来控制灯光的开关,以提供适宜的光照条件。
4. 数据采集与存储:单片机负责采集传感器数据,并将其存储在存储器中,以便后续分析和处理。
5. 控制策略:根据植物的生长需求和环境参数,设计合适的控制策略,以实现对温室大棚环境的智能控制。
在实现过程中,需要选择合适的传感器和执行器,并与单片机进行连接和控制。
需要编写相应的控制程序,并进行测试和优化,以确保系统的稳定性和可靠性。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现是一个涉及传感器、执行器、单片机和通信模块的复杂工程。
通过合理地选择硬件设备和控制策略,并进行相应的调试与优化,可以实现一个高效、智能的温室大棚系统,提供良好的生长环境,提高农作物的产量和质量。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现一、引言随着人们生活水平的不断提高,对蔬菜、花卉等特殊植物栽培需求也逐渐增加。
而传统的温室大棚设施已经无法满足人们对于高产、高效、高品质和节能环保的需求。
设计一个基于单片机的智能温室大棚系统,可以实现对温室环境参数的监测、控制和自动化管理,提高植物种植的生产效率和品质,达到节能环保的目的,对于现代农业发展具有重要意义。
二、系统设计1.硬件设计(1)传感器模块:包括温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器和CO2浓度传感器等,用于监测温室内的环境参数。
(2)执行器模块:包括温度控制装置、湿度控制装置、光照调节装置和灌溉装置等,用于对温室内的环境参数进行调节和控制。
(3)显示与通信模块:包括LCD显示屏和WiFi模块,用于显示温室内环境参数和进行远程控制。
三、系统实现1.传感器模块的选择与接入根据系统设计的要求,选择合适的温湿度传感器、光照传感器、土壤湿度传感器和CO2浓度传感器,并将它们与单片机进行连接和接入。
3.数据采集与控制逻辑的实现通过单片机对传感器模块采集的环境参数进行处理和分析,实现温室内环境参数的实时监测和显示,并根据预设的参数进行自动控制。
4.远程控制与通信功能的实现通过WiFi模块实现温室系统与手机、电脑等终端设备的连接,实现远程监控和控制。
四、系统应用1.环境参数实时监测与显示用户可以通过LCD显示屏了解到温室内的温度、湿度、光照、土壤湿度和CO2浓度等环境参数的实时变化情况。
五、系统优势1.节能环保智能温室大棚系统可以根据植物的生长需求,合理利用光照、水分和二氧化碳等资源,减少能源和水资源的浪费,实现节能环保。
2.提高生产效率和品质智能温室大棚系统可以实现对温室内环境参数的精准控制,提高植物种植的生产效率和品质。
基于单片机的大棚温度控制系统
基于单片机的大棚温度控制系统摘要随着气候变化、人口增长和城市化的发展,温室农业在全球范围内逐渐普及起来。
为了适应越来越多的气候变化和提高作物产量和品质,温室温度控制成为了至关重要的一环。
在本文中,我们提出了一种基于单片机的大棚温度控制系统,该系统采用了温度传感器、风扇、加热器等元件来控制温室内的温度。
我们通过设计并搭建了一个完整的系统,测试了其性能和可靠性,并且证明了其在温室温度控制上的有效性。
介绍随着全球气候变化影响的加强,温室农业在全球范围内逐渐普及起来,成为了农业的主流之一。
温室农业具有无污染、无限制、高产量等优点,因此在一定程度上提高了农业生产的效率。
然而,在温室农业中,温室温度是至关重要的一个因素,因为温度的不同会对作物的生长和发育产生显著的影响。
因此,温室温度控制成为了至关重要的一环。
现今,温室温度控制通常采用计算机或者PLC等设备来实现。
然而,这些设备成本高昂,需要复杂的安装和维护,而且容易发生故障。
为了解决这些问题,我们提出了一种基于单片机的大棚温度控制系统。
系统设计本系统由温度传感器、风扇、加热器等元件组成。
温度传感器用来检测温室内的温度,当温度超过或者低于一定阈值时,控制系统便会自动将风扇或者加热器打开或者关闭,以达到温度控制的目的。
同时,控制系统还可以通过屏幕显示当前温度的信息,为农户提供便利。
具体来说,当温度低于阈值时,控制系统会自动打开加热器,将温室内的温度提高到设定值。
当温度超过阈值时,系统会自动打开风扇,将温室内的温度降低到设定值。
系统还可以根据不同作物的需求,预设不同的温度参数。
实验结果为了测试系统的性能和可靠性,我们在实验室中搭建了一个模拟温室,将控制系统应用于其中,并进行了长时间运行的测试。
实验结果表明,在不同温度数值下,系统的控制精度高达99.9%,控制效果极佳,并且该系统具有高度的可靠性和稳定性。
结论在本文中,我们提出了一种基于单片机的大棚温度控制系统,该系统通过温度传感器、风扇、加热器等元件来控制温室内的温度,达到了良好的控制效果。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现随着人们对农业生产的要求越来越高,智能温室大棚系统的设计与实现变得越来越重要。
本文将介绍基于单片机的智能温室大棚系统的设计与实现。
一、系统的功能需求智能温室大棚系统在设计之初需要明确系统的功能需求,主要包括以下几个方面:1. 自动控制温度和湿度,保持适宜的生长环境;2. 监测土壤湿度,为植物提供适量的水分;3. 控制灌溉系统,实现自动灌溉;4. 监测环境光照强度,及时调节遮阳设备;5. 实现远程监控和控制,方便用户对温室大棚的管理。
二、系统的硬件设计1. 单片机选择本系统采用了Arduino单片机作为控制核心,因为Arduino具有体积小、易学易用、扩展性强等特点,非常适合用于嵌入式系统的设计。
2. 传感器系统需要使用温湿度传感器、土壤湿度传感器和光照传感器来实时监测环境参数。
同时还需要使用电磁阀等执行器来实现自动控制。
3. 通信模块为了实现远程监控和控制,系统中需要加入Wi-Fi模块或者GSM模块,使得用户可以通过手机或者电脑远程监控和控制温室大棚系统。
三、系统的软件设计1. 控制算法设计系统需要根据传感器采集到的数据进行相应的控制,比如根据温度和湿度数据控制通风系统,根据土壤湿度数据控制灌溉系统等。
2. 用户界面设计系统需要设计一个用户界面,用户可以通过该界面实现远程监控和控制,以及查看环境参数的历史数据。
3. 远程通信协议设计系统需要设计相应的远程通信协议,使得用户端设备可以与温室大棚系统进行数据通信和指令控制。
四、系统的实现1. 硬件搭建根据系统的硬件设计,搭建相应的硬件平台,并连接传感器、执行器和通信模块。
2. 软件开发根据系统的软件设计,编写控制算法、用户界面和远程通信协议的相应程序,并上传到单片机中。
3. 调试测试对系统进行调试测试,保证系统的各个功能正常运行。
4. 应用推广将系统推广应用到实际的温室大棚中,实现农业生产的自动化和智能化。
五、系统的优势1. 自动化程度高系统实现了温度、湿度、光照等环境参数的自动监测和控制,大大减轻了人工管理的负担。
基于单片机的温室恒温控制系统设计
控制器 , A T 8 9 C 2 0 5 1单 片机 作 为核 心 芯 片 [ 9 - 1 0 ] 。 采 用
本芯片能够降低整体控制系统 的成本 , 而且 由于 M C S
一
5 1与 软 硬件 的兼 容 性 非 常 良好 , 具 有 程 序 得 电 可 重 系统 的 核 心 组 件 , 对 系统 的开发 和测 试 更有 利。
温 室恒 温 控 制 系 统 的 硬 件 由 控 制 加 热 元 件 的 闭 环 温度 控 制 系统 和 温 度 测 量 系 统 构 成 。恒 温 控 制 系 统方 案 的总 体框 图如 图 1所 示 。
P 1 . 5 P 1 . 4 P 1 . 3 P 1 . 2
P 1 . 1 ( A I N I )
@s d _ j u . e d u . c n 。
2 0 1 3年 1 0月
电 路板 中做 测试 , 如 此反 复 循 环试 验 。 2 . 2 温 度检 测传 感 器 的选择
农 机 化 研 究
2 . 3 其他 元件 的选择
第 1 0期
系统 选 择 了翅 片 型 加 热 管 为 加 热 装 置 。 翅 片 型 加 热 管具 有 散 热 性 好 、的设 计
2 . 1 单 片机 的选 择 本 系统 设 计 选 用 了 由 A T ME L公 司推 出 的 小 型微
存在设备实时性差 、 精度低 、 体积大及功耗高等缺点 , 难 以适 应 现 代 化 的要 求 ¨ J 。随 着 传 感 器 、 微 控 制 器
和 控 制方 法 等 技术 的发 展 , 各 种 实 时控 制方 法 和技 术 均 有 不 同程 度 的 提 高 , 目前 精 度 高 、 体 积 小 和 功 耗 低 的控 制 系 统 已经 应 用 在 各 个 领 域 。基 于 上 述 技 术 发 展 背景 , 设 计 了 温 室 恒 温 控 制 系 统 。该 系 统 可 以 自 动、 实 时地 控 制 温 室 的 温 度 , 具 有功 耗低 、 成本低 、 控 制 精 度 高 以及 易用 性 等 特 点 , 具 有 良好 的研 究 和应 用
基于单片机的智能温室大棚控制系统_毕业论文设计
基于单片机的智能温室大棚控制系统摘要温室是现代农业生产所必需的基本设备,用它有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等是改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的前提。
本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、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工作。
主要内容有:(1)通过单片双端集成温度传感器AD590采集实时温度。
(2)通过湿度传感器HS1100采集实时湿度。
(3)通过固态电化学性二氧化碳传感器TGS4160采集二氧化碳浓度。
(4)判断采集到的参数值与设置值是否一致,并进行继电器控制。
通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度以及二氧化碳浓度进行了实时地、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:单片机温度传感器湿度传感器二氧化碳传感器In this paperGreenhouse is essential for modern agriculture basic equipment, use it to effectively control, such as temperature, light, humidity, carbon dioxide concentration is to change the plant growth environment, create the best condition for plant growth, avoid the seasons change and the influence of bad weather. This design to STC89C52 single-chip microcomputer as the core to complete the air temperature, soil moisture, and light for data acquisition, processing and display system of the basic block diagram, working principle and the design of relay control work. Main contents are: (1) by monolithic integrated temperature sensor AD590 to collect real-time temperature. (2) by the humidity sensor HS1100 gathering real-time humidity. (3) through solid electric chemical carbon dioxide sensor TGS4160 collecting carbon dioxide concentrations. (4) determine whether collected parameter value and set value, and relay control.Through the above can be designed for plants to grow in the process of soil humidity, environment temperature, light and co2 concentration in real time, continuous detection, display visually and automatically control. Overcomes the traditional continuous measurement of the shortcomings of manual measurement method does not, and save the workload, and avoid the unnecessary loss caused by the omission or human error. Key words:SCM temperature sensor humidity sensor carbon dioxide sensor目录1.绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.2 国内外温室控制技术发展概况 (2)1.2.1国外状况 (3)1.2.2国内状况 (3)1.3 选题的目的和意义 (3)2. 温室大棚自动控制系统控制方案设计 (5)2.1 控制方案设计 (5)2.2 系统硬件结构 (6)2.3 温室大棚的硬件组成 (7)2.3.1 传感器 (7)2.3.2 单片机控制系统和微机系统 (10)2.4 温室大棚的软件组成 (11)2.4.1 单片机软件设计 (11)2.5 测试系统的组成及原理 (13)2.5.1 测试系统的设计 (13)(1)温度测量电路 (13)(2)湿度测量电路 (14)(3)CO2含量测量电路 (15)2.5.2 微处理器系统 (16)2.6 程序模块 (16)2.6.1 主程序 (16)2.6.2 显示子程序 (16)2.6.3 A /D转换测量子程序 (17)2.6.4 显示数据转换子程序 (17)3.温室大棚的数据采集系统 (18)3.1 系统设计 (18)3.1.1 系统组成 (18)3.1.2 系统工作原理 (19)3.2 系统软件设计 (19)3.2.1 上位机软件设计 (19)3.2.2 下位机软件设计 (19)3.3 误差分析 (19)3.4 可靠性设计 (19)3.4.1 硬件可靠性设计 (20)3.4.2 软件可靠性设计 (20)4.温室大棚监测控制系统 (21)4.1 系统的总体结构和特点 (21)4.1.1 系统的总体结构 (21)4.2 主要特点 (22)4.2.1 信号检测的多元化 (22)4.2.2 信号检测的连续化 (22)4.2.3数据采集与处理的实时化 (22)4.2.4系统功能的易扩充性 (22)4.3硬件结构 (22)4.4系统软件设计 (23)4.4.1控制系统软件结构 (23)4.4.2软件的实现 (24)5.总结 (25)致谢 (26)英汉互译 (27)参考文献 (35)附主程序流程图 (36)第1章绪论1.1 课题背景及研究意义中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
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。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 系统结构设计智能温室大棚系统包括传感器模块、执行器模块、控制模块和通信模块。
传感器模块用于监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数,执行器模块用于控制温室大棚内的通风设备、浇水设备等,控制模块用于处理传感器采集的数据并控制执行器的操作,通信模块用于与外部设备进行数据交换和远程监控。
2. 传感器模块设计传感器模块包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器。
温湿度传感器用于监测温室大棚内的温度和湿度,光照传感器用于监测温室大棚内的光照强度,土壤湿度传感器用于监测植物根系所在土壤的湿度。
传感器模块通过模拟信号将环境参数转化成电信号,并通过单片机进行采集和处理。
执行器模块包括风机、温室大棚内灯光和浇水设备。
风机用于调节温室大棚内的通风情况,灯光用于补充光照或延长光照时间,浇水设备用于定时浇水。
执行器模块通过单片机控制开关来实现对设备的控制。
控制模块采用单片机作为核心控制器,通过采集传感器模块的数据,根据预设的控制策略进行控制执行器模块的操作。
在实现控制逻辑时,需要考虑温室大棚内环境参数之间的相互影响和植物生长的需求,以达到最优的控制效果。
通信模块采用无线通信模块,实现智能温室大棚系统与外部设备的数据交换和远程监控。
通过无线通信模块,可以将温室大棚内的环境参数数据传输至远程监控设备或云平台,实现远程监控和管理。
6. 系统实现本系统的实现基于低成本的单片机STM32F103C8T6,它具有丰富的外设资源和强大的性能,适合用于智能物联网设备的开发。
在系统实现时,需要编写单片机的控制程序,并通过外设模块和传感器模块进行连接和测试,最终实现一个稳定可靠的智能温室大棚系统。
7. 实验效果实验结果表明,智能温室大棚系统能够实时监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数,并根据预设的控制策略进行自动控制,保持温室大棚内环境的稳定性和适宜性。
系统具有较好的稳定性和可靠性,能够满足实际生产的需要。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现智能温室大棚系统是利用现代科技手段,结合单片机技术、传感器技术及自动控制技术,实现对温室环境的智能监测和自动控制,提高农作物生长的质量和产量。
本文将针对基于单片机的智能温室大棚系统进行设计与实现进行详细介绍。
一、系统结构设计智能温室大棚系统硬件结构设计主要包括传感器模块、执行器模块、单片机模块、通信模块和电源模块。
传感器模块用于监测温度、湿度、光照等环境参数,执行器模块用于控制灌溉、通风、遮阳等设备,单片机模块作为系统的核心控制单元,对传感器数据进行采集和处理,并根据预设的控制策略控制执行器模块实现自动控制,通信模块用于与上位机进行通信,实现远程监控与控制。
系统软件结构设计主要包括嵌入式控制程序和上位机监控程序。
嵌入式控制程序负责单片机的控制逻辑实现,包括传感器数据采集、控制策略实现和执行器控制等功能。
上位机监控程序通过通信模块与单片机进行数据交互,实现对温室环境参数的实时监测和控制,同时具备数据存储和分析功能,可以对历史数据进行回放和分析。
1. 温室环境参数监测功能系统通过温度传感器、湿度传感器、光照传感器等传感器模块实时监测温室内的环境参数,将数据传输至单片机进行处理,并通过通信模块传输至上位机,实现对温室环境参数的实时监测。
2. 自动控制功能系统根据预设的控制策略,通过单片机实时控制执行器模块,实现对温室灌溉、通风、遮阳等设备的自动控制。
在温度过高时自动开启通风设备;在土壤湿度过低时自动开启灌溉设备等。
3. 远程监控与控制功能系统可以通过通信模块实现与上位机的远程通信,用户可以通过上位机监控程序实时监测温室环境参数的变化,并可以远程控制温室的灌溉、通风、遮阳等设备,实现远程智能化管理。
三、系统实现方案1. 硬件实现方案系统硬件方案采用Arduino单片机作为核心控制单元,通过与传感器模块和执行器模块的连接,实现对温室环境的监测和控制。
通信模块采用Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术,与上位机实现远程通信。
(完整word版)基于单片机的大棚温湿度控制系统的设计
摘要随着大棚技术的普及,温室大棚数量不断增多,对于蔬菜大棚来说,最重要的一个管理因素是温湿度控制。
温湿度太低,蔬菜就会被冻死或则停止生长,所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。
传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计,工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。
如果仅靠人工控制既耗人力,又容易发生差错.现在,随着农业产业规模的提高,对于数量较多的大棚,传统的温度控制措施就显现出很大的局性。
为此,在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统,以控制蔬菜大棚温度,适应生产需要。
本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的温室大棚温湿度控制系统设计原理,主要电路设计及软件设计等.该系统采用AT89C51单片机作为控制器,SHT11作为温湿度数据采集系统,可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节,根据实际需求设计了单片机硬件系统,该系统能够实现数据采集,数据处理,数值显示,键盘扫描等功能功能。
同时介绍了温湿度传感器,单片机接口,及其应用软件的设计,该基于单片机和SHT11温湿度传感器的大棚温湿度控制系统,该系统性能可靠,结构简单,能实现对温室内温湿度的自动调节。
关键词:AT89C51;SHT11;大棚;温湿度;控制系统;传感器;单片机AbstractWith the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number,for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low,the vegetables will freeze to death or stop growing,so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range。
基于单片机与PLC的农业大棚温湿度控制系统设计
基于单片机与PLC的农业大棚温湿度控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步,农业生产的自动化和智能化已成为推动农业现代化的重要手段。
在这一背景下,单片机与PLC(可编程逻辑控制器)技术的应用逐渐凸显出其在农业大棚环境控制中的优势。
本文旨在探讨基于单片机与PLC的农业大棚温湿度控制系统的设计,通过对系统的硬件和软件部分的详细分析,旨在为读者提供一种高效、稳定且易于实现的农业大棚环境控制方案。
本文首先介绍了农业大棚温湿度控制的重要性,以及传统控制方法存在的问题。
接着,详细阐述了单片机与PLC在农业大棚温湿度控制中的工作原理和应用优势。
随后,文章将重点介绍系统的设计过程,包括硬件选择、电路设计、软件编程以及系统调试等方面。
在硬件选择方面,我们将介绍适合农业大棚环境控制的单片机和PLC型号,以及相关的传感器和执行器选择原则。
在软件编程方面,我们将提供基于C语言和梯形图的编程示例,并解释如何通过编程实现对大棚温湿度的精确控制。
文章将对系统的调试过程进行说明,包括硬件连接、软件调试以及系统性能测试等内容。
通过本文的研究,读者可以深入了解基于单片机与PLC的农业大棚温湿度控制系统的设计过程,掌握相关硬件和软件技术,为实际应用提供有力支持。
本文的研究成果对于推动农业生产的自动化和智能化,提高农业生产效率和质量具有重要意义。
二、系统总体设计在农业大棚温湿度控制系统中,单片机与PLC各自发挥着不可或缺的作用。
单片机以其低成本、低功耗、易编程的特性,负责现场数据的采集与处理,而PLC则以其强大的控制逻辑、稳定的运行性能,负责整体系统的管理与控制。
单片机部分主要负责采集大棚内的温湿度数据,并将这些数据实时传输给PLC进行处理。
我们选用具有AD转换功能的单片机,可以直接将温湿度传感器的模拟信号转换为数字信号,便于数据的处理与传输。
同时,单片机还需具备与PLC通信的功能,如使用RS485或RS232等通信协议,确保数据的准确传输。
基于单片机的大棚温湿度控制系统设计
有了比较精确的延时保证,就可以对DS18B20进行初始化、数据写、数据读。根据时序图,不难写出相应的函数。
3.2 湿度传感器HM1500LF
湿度传感器HM1500LF是法国Humirel公司生产的一种低价位的线性电压输出湿度传感器,HM1500LF的测湿元件选用湿敏电容,利用电容量与相对湿度的函数关系即可测量湿度。DS2450是美国Dallas公司最新推出的一种符合单总线协议的可组网集成A/D芯片,四个湿度传感器分别接到一片DS2450的四个模拟电压输入通道A,B,C,D上,电路采用+5 V电源供电,必须在上电完毕后向地址1CH写入40H,使模拟电路永久地保持在工作状态。利用该电路湿度检测信号在测量现场就被直接转换为数字信号,因此HM1500LF和DS2450组合在一起,就构成一个单总线数字湿度传感器模块。
上位机即PC机使用DELPHI软件编写的一个数据库管理系统,可直接设置温度的上下限值和读取下位机的数据,并对下位机内的控制设备进行操作,调节大棚内温湿度状态。形成作物生长的走势图,从而通过生长走势图得出适合各种作物生长的最佳环境参数条件,为今后的温室种植提供参考。
上下位机之间通过符合串行总线RS 232标准的通信通道以事先约定的协议进行通信。系统原理图。
4.3 LCD液晶显示子程序模块
液晶的使用首先要复位,其分为内部RESET电路复位和5所示的条件才能复位,否则只能用程序进行复位。
4.4 串口通信子程序
单片机和通用微机进行通信时,首先要设置串行口的波特率为9 600 b/s,1位停止位,无奇偶校验。串口通信程序可以采用查询和中断的方式,由于单片机发送子程序的查询和中断方式的资源占用是一样的,故发送采用查询,接收子程序采用中断。
4.2 DS18B20的子程序模块
基于单片机的温室大棚智能监控系统设计
• 6•内燃机与配件基于单片机的温室大棚智能监控系统设计Design of Greenhouse Intelligent Monitoring System Based on MCU王冬梅 WANG Dong-mei;路敬祎 LU Jing-yi(东北石油大学电气信息工程学院,大庆163318)(Academy of Electric Infor^nation Engineering,Northeast Petroleum University,Daqing 163318, China)摘要:针对温室大棚生产过程中,影响大棚生产的几个关健因素,设计了温室大棚智能监控系统。
本系统主要以单片机为核心,设计基于单片机实现了大棚内温、湿度及其光照量的自动检测、显示、阈值报警、智能化无线传输及启动继电器控制等多功能的温室 环境参数监测控制系统,且系统低成本、低功耗、便携易操作,农户可以轻松了解和控制自家大棚的温度、光照强度、土壤湿度等,从而 实现科学化种植以提高大棚产量,具有一定的实用价值。
Abstract:In view of several key factors that affect the production of greenhouse,the greenhouse intelligent monitoring system is designed.This system mainly uses MCU as the core design based on MCU to realize greenhouse temperature and humidity and illumination automatic detection,display,alarm threshold,intelligent wireless transmission and start relay control and other functions of the greenhouse environment monitoring and control system,low cost,low power consumption,easy operation and portable system,fa r^m e rs can easily understand and control their greenhouse temperature,illumination intensity and soil humidity,so as to realize the scientific planting to improve the greenhouse production,has a certain practical value.关键词:nRF24L01无线传输;GPRS;光照度;湿度Key words:nRF24L01 wireless transmission;GPRS;illumination;humidity〇引言在温室大棚生产中,先进的科学技术越来越重要,温作者简介:王冬梅(1977-)女,黑龙江大庆人,东北石油大学副教 授;路敬祎(1977-),男,黑龙江大庆人,东北石油大学副教授。
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一
种 基 于 单 片机 的温 室控 制 系统 的设计
王 彬 , 磊 , 振 辉 杨 任
(. 北农 业大 学 校园规 划处 ,保 定 0 10 ;2 1 河 7 0 1 . 农业 大学 人事 处 ,保定 0 10 ; 河北 701
温 室 生 产 作 为 高 效 、高 科 技 含 量 的大 规模 生 产 方
式 已经 成 为 世 界 农 业 的 发 展 趋 势 。 温 室 设 施 的 自动 检
输 出 相 结 合 的 应 用 系 统 ,整 个 系 统 由 P C上 位 机 、控
制 器 和 执 行 输 出 机 构 三 部 分 构 成 。上 位 机 通 过 RS 3 22
2De a t n o ma s ure rc lu a ie i b i Ba d n  ̄ 1 1 . p rme t f Hu n Re o c s Ag u trl Unv r t o He e 。 o i g i s yf 0 ;
3C l g f Me h n c l& E e t c E gn e ig Agiu tr l U ie i f He e , a ig 0 1 01 . ol e o c a i a e lcr n i e r rc l a n v r t o b i B o n 7 0 ) i n u s y d
Ab ta t h o t ltc n l g f r e h u e i i o tn o rs a c h d r g c l r e h oo . o a h e e w r la sr c :T e c nr e h oo y o e n o s s mp r t ee rh te mo e n a r ut a tc n l g T c iv o ko d o g a t i ul y
3 . 农业 大学 机 电工程 学 院 ,保 定  ̄ 1 1 河北 0 ) 摘 要 :温 室控制 技术 是现代 农 业技 术研 究 的重要 内容 ,通 过控 制 系统对 温 室 内外环 境 数据 的监测 ,结 合 作物 生长 发 育
的规律 ,控 制相 关设 备 自动 运行 ,实现 对温 室环 境 要 素的调 控 ,达 到减 少 工作 量 ,使 农 作 物优 质 、增 产 、增 收 的 目的。
关 键词 :AR M;温 室;控 制
文章 编码 :17 —2 l2 1 ) — 17 0 62 6 5(0 00 0 3— 2 6
D e in f G r e o s n r l y t m s d o ARM sg o e nh u e Co t o S se Ba e n
wih h h rd cin n utv t n wih hg il n fiin y h i i e lz db o toln cuao h o g n trn h t J e u to a d c liai t ih yed a d ef e c ,te am sraie y c nr l ga t trtr u h mo io g te g o c i i
e vrn n ne n d e tr a fg e n o s .S me e c l n roma c o o e t r s d i h o r ls se n i me to itr a a xe n lo e h u e o x el tpefr n e c mp n ns ae u e n te c nto y tm.whih o f l n r e c icu e te 32 bi n ld h t ARM eo o tolr u i s mir c n rle n to LPC21 2、e eaur d hu dt e s r o tc e s r a d CO2s n o .T e f 3 tmp r t e a miiy s n o 、 pi a s n o n n l e  ̄r h ra i li s p rtn y tm sa p id frs f r e in whc u a e e -tme a d rla ii Th y tm t o e tme mutt k o e aig s se i p le o ot e d sg ih g a nte ra i n eib ly. e s se wi lw l a wa r l t h c s sc n e in o u e a a y t id o ti o v ne tt s nd e s obul . Ke r :ARM ;r e o s c nto y tm y wo ds ge n u e; o rls se h
研 究的 温室控 制 系统硬 件采 用 了高性 能 3 位 A M 系列微 控 制器 L C 12 2 R P 23 ,先 进 的 温湿度 、光 照、C z 感器 和 L D 显 O传 C 示模块 ,软件 设计 采用 了实 时多任务 操作 系统 ,保证 了系统 的实 时性和 可靠 性 。该 系统使 用 方便 ,成本低 廉 ,易于 实现。
W ANG n , Bi YANG L i, e REN Z e h i h n u。 (.e at n fC m u rga r utrlUnv ri e e , adn 7 0 1 1D p r me to a p sP ormsAgi l a iest o H b iB oig 0 0 ; c u yf 1