大棚温度控制系统设计报告DOC
智能大棚温度控制系统设计(草稿)
第三章 复合控制器设计 .................................................................................. 17
3.1 被控对象模型建立 ...................................................................................................... 17 3.2 模糊 PID 复合控制原理 .............................................................................................. 18 3.2.1 模糊 PID 复合控制原理概述 .............................................................................. 18 3.2.2 模糊 PID 双模控制器结构 .................................................................................. 19 3.2.3 模糊 PID 控制器设计及参数整定 ..................................................................... 20 3.2.4 模糊规则切换方案 ............................................................................................. 22 3.2.5 模糊 PID 复合控制算法的改进 .......................................................................... 23 3.3 模糊 Smith 预估智能控制 ......................................................................................... 25
温度控制系统综合设计报告
温度控制系统综合设计报告引言随着科技的不断发展，温度控制系统在各个领域中起着至关重要的作用。
一个稳定的温度控制系统能够保证设备的正常运行，提高生产效率，并确保产品的质量。
本文将以温室的温度控制系统为例，介绍了其设计和实施过程，并总结了其结果与改进方向。
设计目标本次温度控制系统的设计目标如下：1. 实时监测温室内外的温度，并能够实时显示；2. 能够自动调整温室内的温度，使其保持在预设的范围内；3. 具备报警功能，当温室内温度超过预设范围时能够及时发出警报。
系统设计硬件部分为了实现上述设计目标，温度控制系统需要使用以下硬件设备：- 温度传感器：用于实时监测温室内外的温度。
- 控制器：负责接收温度传感器的数据，并根据设定的温度范围进行控制。
- 加热器/冷却器：根据控制器的指令，调节温室内的温度。
- 显示器：用于实时显示温室内外的温度。
软件部分温度控制系统的软件主要由以下几部分构成：- 数据采集模块：负责从温度传感器中获取温度数据，并进行存储和处理。
- 控制算法模块：根据设定的温度范围，进行传感器数据的实时处理，并生成相应的控制信号。
- 界面显示模块：将温室内外的温度数据实时显示在显示器上。
- 报警模块：当温度超过预设范围时，发出声音或灯光信号进行警示。
实施过程1. 硬件配置：根据设计需求，选取合适的温度传感器、控制器、加热器/冷却器以及显示器。
2. 硬件搭建：将选取的设备组合在一起，通过适当的接口与控制器进行连接，并确保其正常工作。
3. 软件编程：根据设计需求，编写相应的软件程序，实现数据采集、控制算法、界面显示和报警功能。
4. 软硬件调试：对整个系统进行测试和调试，确保其各项功能正常运行。
5. 系统优化：根据实际使用过程中的反馈和需求，在必要的情况下对系统进行优化和改进。
结果与改进方向经过一段时间的实际运行，温度控制系统取得了一定的成果和效果。
温室内的温度能够在预设范围内自动调节，并实时显示在显示器上。
蔬菜大棚温度控制系统设计
蔬菜大棚温度控制系统设计一、概述随着人们对健康饮食的关注不断加强，蔬菜的种植需求也在不断增加。
特别是在一些家庭农场和大型农业生产基地中，蔬菜大棚的种植已经成为了常见的生产模式。
在这种大棚环境下，蔬菜的种植需要稳定的温度环境，但是不同的蔬菜对温度的要求也不同，为了达到最佳种植效果，对大棚温度进行精确控制非常重要。
因此，本文主要针对蔬菜大棚的温度控制需求，设计了一种基于单片机的控制系统。
二、系统设计1. 硬件设计控制系统的硬件主要由传感器、执行器、控制模块等部分组成。
（1）传感器传感器用于监测大棚内部的温度。
在本系统中，采用数字温度传感器DS18B20来实现温度采集。
该传感器具有精确、稳定、抗干扰等特点。
（2）执行器执行器用于对大棚内部进行温度调节。
在本系统中，采用继电器作为执行器，通过控制电路开关，实现对温度设备的开关控制。
（3）控制模块控制模块是系统的核心部件，它负责数据的采集、处理和控制信号的输出。
在本系统中，采用STM32F103C8T6单片机作为控制模块。
该单片机运行速度快，集成了丰富的模块和接口，可以满足本系统的需求。
2. 软件设计系统的软件主要由采集程序和控制程序组成。
（1）采集程序采集程序主要用于读取传感器数据，并通过串口传输到控制程序中。
在采集过程中，设置一定的采样周期，来保证数据的准确性和稳定性。
（2）控制程序控制程序主要用于对采集的数据进行处理，并根据设定的温度值，控制继电器的开关状态，达到控制温度的目的。
在控制程序中，设置一定的控制算法和控制策略，来保证控制系统的性能和稳定性。
三、系统实现在硬件和软件设计完成之后，进行系统实现。
对于本系统，可以将传感器和执行器采用模块化设计，使得系统更加灵活和易于维护。
在系统实现过程中，需要进行测试和调试，来验证系统的性能和稳定性。
在测试和调试过程中，需要注意保证系统的安全性和可靠性，避免不必要的损失。
四、本文主要介绍了一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统设计。
大棚智能温控实验报告
大棚智能温控实验报告大棚智能温控是一种利用传感器和控制系统实现对大棚内温度进行自动调控的技术，可以提高农作物的生长效率，减少能源消耗。
为了验证大棚智能温控的效果，我们进行了一次实验。
实验材料和仪器：1. 大棚：使用面积为10平方米的大棚，安装了透明的塑料薄膜。
2. 温控器：使用一款智能温控器作为控制系统，可以根据设定的温度范围自动控制大棚内的温度。
3. 传感器：在大棚内设置了温度传感器，可以实时监测大棚内的温度。
4. 加热设备：使用一台电热器作为加热设备，可以通过控制器开关来调节加热功率。
5. 计算机：用于与温控器和传感器进行连接和数据采集。
实验步骤：1. 设置温度范围：根据农作物的需求，我们将温度范围设置在18℃到30℃之间。
2. 开始记录数据：启动温控器和传感器，开始记录大棚内的温度数据。
3. 观察温度变化：通过计算机上的监控界面，实时观察大棚内的温度变化。
4. 调节加热功率：当大棚内温度低于设定的最低温度时，打开加热器并逐渐增加加热功率，直到温度达到设定范围为止。
当温度高于设定的最高温度时，关闭加热器。
5. 结束记录数据：记录实验过程中的温度变化数据。
6. 分析实验结果：利用记录的数据，分析大棚智能温控系统对温度的调控效果。
实验结果：通过实验数据的分析，我们发现大棚智能温控系统可以有效地维持大棚内的温度在设定范围内波动。
在实验过程中，大棚内的温度在18℃到30℃之间波动，温度波动幅度较小，并且温度变化与设定的目标温度基本一致。
实验结论：大棚智能温控系统可以有效地控制大棚内的温度，提高农作物的生长效率。
通过对温度的精确调控，可以减少能源的浪费，降低农业生产成本。
同时，智能温控系统的自动化调控还可以减少人工操作，提高工作效率。
进一步改进：在实际应用中，还可以进一步改进智能温控系统。
例如，可以增加湿度传感器，实现对大棚内湿度的自动调控；可以引入光照传感器，实现对大棚内光照强度的自动调控。
通过综合调控大棚内的温度、湿度和光照等因素，进一步提高农作物的生长效率。
大棚温度控制系统设计报告DOC
课程设计主要任务基于AT89S52单片机的温度测量控制系统，数字温度传感器DS18B20通过单总线与单片机连接，实现温度测量控制，主要性能为：（1）通过该系统实现对大棚温度的采集和显示；（2）对大棚所需适宜温度进行设定；（3）当大棚内温度参数超过设定值时控制通风机进行降温，当温度低于设定值时利用热风机进行升温控制；（4）通过显示装置实时监测大棚内温度变化，便于记录和研究；系统的设计指标（1）温度控制范围：0℃~+50℃；（2）温度测量精度：±2℃；（3）显示分辨率：0.1℃；（4）工作电压：220V/50Hz ±10％目录第一章序言1第二章总体设计及个人分工2第三章传感器设计及应用4第四章总结8第一章序言随着人口的增长，农业生产不得不采取新的方法和途径满足人们生活的需要，大棚技术的出现改善了农业生产的窘迫现状。
塑料大棚技术就是模拟生物生长的条件，创造人工的气象环境，消除温度对农作物生长的限制，使农作物在不适宜的季节也能满足市场的需求。
随着大棚技术的普及，对大棚温度的控制成为了一个重要课题。
早期的温度控制是简单的通过温度计测量，然后进行升温或降温的处理，进行的是人工测量，耗费大量的人力物力，温度控制成为一项复杂的程序。
大多数的蔬菜大棚以单个家庭作业为主，种植户为蔬菜大棚配备多参数的智能设备，经济成本很高，因此将温度控制由复杂的人为控制转化为自动化的机械控制成为必然。
目前现代化的温度控制已经发展的很完备了，通过传感器检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。
近年来电子技术和信息技术的飞速发展，温度计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化，产业化。
温度计算机控制及管理技术便函先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进，开发出适合自己的系统。
蔬菜大棚温度控制系统
蔬菜大棚温度控制系统目录一、引言 (3)（一）选题的背景 (3)（二）国内温室大棚发展状况 (3)（三）选题目的 (2)二、控制系统的总体设计 (4)（一）控制系统具体功能 (4)（二）控制系统整体结构 (4)（三）硬件设备的选择 (5)1.控制芯片的选择 (3)2.温度传感器的选择 (6)3.显示器件的选择 (6)（四）系统工作原理 (7)三、温度控制系统电路设计 (8)（一）控制模块电路 (8)（二）控制模块输入电路 (11)1. DS18B20温度传感器设计 (11)2. 外部控制电路的设计 (15)（三）输出控制控温设备电路 (16)1.蜂鸣器电路的设计 (16)2. 继电器驱动电路设计 (17)（四）系统硬件测试 (18)四、系统软件部分设计 (18)（一）主函数 (18)（二）数码管显示函数的设计 (19)（三） DS18B20温度采集函数的设计 (20)（四）系统单片机程序调试 (21)五、结论 (21)参考文献 (23)致谢 (23)一、引言（一）选题的背景从本世纪处开始，随着中国经济的快速发展，人民对于生活质量和身体健康越来越重视，在北方寒冷的冬季吃上新鲜可口的蔬菜成为了生活的需要。
因此造成了冬季反季节蔬菜的需求逐年扩大，尤其是在北方寒冷地区。
温室蔬菜栽培大棚远比比南方蔬菜的长途运输更加具有明显优势。
出于经济上的价值。
长江以南从南到北菜长途运输不仅成本高，而且长途运输的蔬菜大多为冷冻脱水蔬菜不再新鲜。
因此，依靠现代数字温度控制系统，推广性价比高的大棚种菜能更好地满足人民群众生活的需要。
由于不同蔬菜作物及其不同生育期所需要的温度不同且要求稳定在一定的温度范围内。
仅仅是依靠人工管理存在温度调节不及时、不准确,影响作物生长及人力资源浪费等问题。
因此要求有一种能对温室温度的检测具有足够精度和实时控制的温度控制系统来代替人工操作,并尽可能具有较低成本,这样的产品才有实用价值。
蔬菜大棚的温室环境控制自动调节的环境条件在温室中，以实现对植物生长发育的最佳环境。
蔬菜大棚智能温度控制系统设计
蔬菜大棚智能温度控制系统设计摘要传统的农业生产模式已经不能很好地适应现代化的快速发展，现代化农业是中国农业发展的必经之路。
随着我国经济的快速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，尤其是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
本文中研究的蔬菜大棚智能温度控制系统主要由AT89C51单片机、并行口扩展芯片8255、74LS244驱动器、A\D转换器0809、温度传感器DS1820、继电器、LED显示器和报警电路等构成，实现对蔬菜大棚温度的检测与控制，解决了温室大棚人工控制的温度误差，且费时费力、效率低的问题。
该系统运行可靠，成本低。
系统通过温室内的温度参量的采集，并根据获得参数实现对温度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。
从而有效地提高了蔬菜的产量并满足人们在不同季节对蔬菜的需求，带来很好的经济效益和社会效益。
关键词：AT89C51单片机、温度传感器、A\D转换器、LED数码管AbstractThe traditional agricultural production model have can not very well to adapt to the rapid development of modern, modern agriculture agricultural development in China is the only way. With China's rapid economic growth, agricultural research and application technology is more and more attention, especially greenhouse canopy has become the efficient agriculture is an important part. Modern agricultural production is an important part of agricultural production environment to some important parameters testing and control. In this paper the research vegetables canopy intelligent temperature control system mainly by the AT89C51 single-chip microcomputer, parallel port expansion chip 8255, 74 LS244 drive, A \ D converters 0809, the temperature sensor DS1820, relays, LED display and alarm circuit structure, to achieve the temperature of the awning vegetables detection and control, solve the trellis artificial control temperature of greenhouse error, and time-consuming, and the problem of low efficiency. The system run reliably, the cost is low. The system through the greenhouse temperature within the parameters of the collection, and according to get to the temperature parameters realize automatic adjustment, to shed the purpose of greenhouse automatic control. To improve the production of vegetables and satisfy people in different season for vegetable demand, bring good economic benefits and social benefit.Key words Single-chip microcomputer temperature transmitter A/D converter LED目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ............................................................................................................................................ I II1 绪论 (1)2 蔬菜大棚的方案选择 (3)2.1 系统整体框图 (3)2.2 系统工作原理 (3)3 蔬菜大棚系统的硬件设计 (4)3.1 电路原理图 (4)3.2 工作原理 (4)3.3 各部分单元电路的设计及器件选择 (4)3.3.1温度传感器电路介绍 (5)3.3.2温度传感器的选择 (5)3.3.3 DS1820简介及性能特点 (6)3.3.4显示电路 (8)3.3.5系统报警电路 (8)3.3.6 时钟电路 (9)3.3.7 AT89C51的复位电路 (9)3.3.8键盘扫描 (10)4 系统软件设计 (11)4.1 系统主程序流程图 (11)4.1.1系统主程序 (12)4.2 系统主要部分子程序 (22)4.2.1 AT89C51和DS18B20制作的温度报警器内部程序 (22)5 protues仿真图 (27)6 总结 (31)参考文献 (31)致谢 (33)咸阳师范学院2012届本科毕业毕业论文（设计）1 绪论我国北方冬季寒冷而漫长,大力推广蔬菜大棚种植蔬菜能够更好地满足人民生活水平日益提高的需要。
大棚温湿度控制系统的设计
目录标题 (1)中文摘要 (1)第一章．绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2需求分析 (1)第二章．总体设计 (2)2.1控制系统 (3)2.2测量部分 (6)2.3显示部分 (7)2.4控制部分 (9)第三章．系统设计 (10)3.1硬件设计 (10)3.2软件设计 (11)第四章．总结与展望 (13)参考文献： (14)致谢............................................................................................................. 错误!未定义书签。
附录............................................................................................................. 错误!未定义书签。
外文页 (28)大棚温湿度控制系统的设计邵均祚摘要本设计为基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计.用新型的智能温湿度传感器DHT11，主要实现对温度、湿度的检测，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低.本系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值.关键词温湿度 DHT11 单片机 STC89C52 检测第一章．绪论1.1选题背景植被“设施栽培”，即“保护地栽培”.它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、大棚等），人为地创造适宜植被生长发育的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节内进行植被栽培的一种措施.设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造.由于设施内的条件是可以人为控制的，使得植被调节的周年生产得以实现.玻璃温室和塑料薄膜温室出现后，植被生产出现了划时代的变化.现在人们可以根据自己的意愿，随时生产出所需要的各种植被.可以说，这是“设施栽培”的功劳.在不利于植被生长的自然环境中，温室能够创造适宜植被生长发育的条件.温室环境的调节主要包括日光、温度、湿度三个方面.·温度：根据植被生长的适宜温度进行温室温度调节，若低于下限温度则采取升温措施，通常采取电热增温和火力增温等，火力增温比较方便.若高于上限温度则采取降温措施，通常通过水管降温和风扇降温，风扇降温比较方便.·日光：遮荫是调节日照强度最好的办法，其具体做法是加盖遮阳网或草席，这种方法兼有降低温度的效果.·湿度：为满足温室植被对湿度的要求，可以在地上、台阶、盆壁洒水，还可以在空中悬挂湿布，以增加水分的蒸发，最好的办法是设置自动喷雾装置，自动调节湿度[9].如果湿度过大，容易导致植被病害，可以采用通风的办法来降低湿度，而且最好在室温与气温相差不大的时候进行.本系统注重温度和湿度的调节，光照强度没有考虑其中.1.2需求分析随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展.本设计所介绍的数字温湿度计与传统的温湿度计相比，具有读数方便，测量范围广，测量准确，其输出温湿度采用数字显示，该设计控制器使用单片机STC89C52，数字温湿度传感器使用DHT11，用LCD1602液晶屏实现温湿度显示,用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低，能准确达到以上要求.随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温湿度计，本温度计属于多功能温湿度计，可以设置上下报警温湿度，当温湿度不在设置范围内时，可以报警并且进行控制.第二章．总体设计设计图如图2-1所示：图2-1 总体设计框图2.1控制系统2.1.1 STC89C52单片机简介STC89C52是单片机的一个型号.STC89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合.STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程).其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本.8052单片机的引脚功能MCS-51系列单片机一般采用40个引脚，双列直插式封装，用HMOS工艺制造，其外部引脚排列如图2-2所示.其中，各引脚的功能为：图2-2 STC89C52外部引脚图8052单片机的引脚⑴主电源引脚Vcc（40脚）：接＋5V电源正端Vss（20脚）：接电源地端一般Vcc和Vss间应接高频去耦电容和低频滤波电容.⑵外接晶体或外部振荡器引脚XTAL1（19脚）：接外部晶振的一个引脚.在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器OSC.当采用外部振荡器时，此引脚应接地.XTAL2（18脚）：接外部晶振的另一个引脚.在片内接至反相放大器的输出端和内部时钟电路的输入端.当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端.⑶控制信号线RST/VPD（9脚）：复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端ALE/ （30脚）：地址锁存允许/编程脉冲输入.用ALE锁存从P0口输出的低8位地址；在对片内EPROM 编程时，编程脉冲由此输入.PSEN/ （29脚）：外部程序存储器读选通信号，低电平有效.EA/VPP（31脚）：访问外部存储器允许/编程电压输入.EA为高电平时，访问内部存储器；低电平时，访问外部存储器.对片内EPROM编程时，此脚接21V编程电压.⑷多功能I/O口引脚8052单片机设有4个双向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口，其中：① P0口（32～39脚）——双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路.实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口：先送低8位地址信号到P0口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出.② P1口（1～8脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路.用作输入线时，口锁存器必须由单片机先写入“1”，每一位都可编程为输入或输出线.③ P2口（21～28）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路.可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8位，与P0口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进行寻址.④ P3口（10～17脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路.双功能口，作为第一功能使用时，与P1口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表2.1所示：表2.1 P3口特殊功能脚P3.2 /INT0 外中断请求0P3.3 /INT1 外中断请求1P3.4 T0 定时/计数器0外部计数信号输入P3.5 T1 定时/计数器1外部计数信号输入P3.6 /WR 外部RAM写选通信号输出P3.7 /RD 外部RAM读选通信号输出2.1.2 单片机最小系统所谓单片机的最小系统是指使单片机能运行程序、正常工作的最简单电路系统，是保证单片正常启动、开始工作的必须电路，缺一不可.单片机最小系统一般由单片机、程序存储器、时钟电路和复位电路组成.对于8052单片机，由于片内有4K的程序存储器，所以其最小系统除了单片机本身外，只需外接时钟电路与复位电路即可.复位电路单片机的复位分为上电自动复位、按键手动复位两种和看门狗强制复位三种等.上电复位通常利用电容的充放电来实现，按键复位则可分为按键脉冲复位和按键电平复位两种，看门狗复位则通过外接看门狗电路或软件看门狗程序实现.常见的上电复位和按键复位电路如图2-3所示.（a）上电复位 (b) 按键脉冲复位 (c) 按键电平复位图2-3 单片机复位电路时钟电路时钟电路用于产生单片机的基本时钟信号.8052的时钟信号可由内部振荡器产生，也可由外部电路直接提供.内部振荡器的输入和输出脚分别为XTAL1和XATL2，由XTAL2给单片机内部电路提供时钟信号.当时钟信号由外部电路提供时，外部时钟引入XTAL2，而XTAL1脚接地.两种时钟信号的连接电路如图2-4所示.（a）内部方式（b）外部方式图2-4 单片机时钟电路2.2测量部分测量所用仪器是数字温湿度传感器DHT11.2.2.1 DHT11简介DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器.它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性.传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接.因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点.每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准.校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数.单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷.超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选则.产品为 4 针单排引脚封装.如图2-5所示.图2-5 DHT11封装图2.2.2 操作过程1、接口说明建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻.图2-6 DHT11温湿度传感器接线图2、电源引脚DHT11的供电电压为3－5.5V.传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令.电源引脚（VDD，GND）之间可增加一个100nF 的电容，用以去耦滤波.3、串行接口 (单线双向)DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:一次完整的数据传输为40bit,高位先出.数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据+8bit温度小数数据+8bit校验和数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit 温度小数数据”所得结果的末8位.用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit的数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据.从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集.采集数据后转换到低速模式.通讯过程如图2-7所示图2-7 通讯过程2.3显示部分显示部分是LCD1602液晶显示，如图2-8所示.图2-8 正常工作LCD1602显示2.3.1 1602液晶简介LCD1602分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图2-9所示.图2-9 LCD1602规格引脚功能LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表2.2所示.编号符号引脚说明编号符号引脚说明1 VSS 电源地9 D2 数据2 VDD 电源正极10 D3 数据3 VL 液晶显示偏压11 D4 数据4 RS 数据/命令选择12 D5 数据5 R/W 读/写选择13 D6 数据6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极2.3.2 指令说明LCD1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2.3所示.表2.3 LCD1602内部控制器序号指令RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S4 显示开/关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光标或字符移位0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *6 置功能0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符发生存贮器地址0 0 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM） 1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容2.4控制部分2.4.1温湿度设置温湿度上下限控制设置如图2-10所示.（a）湿度下限设置界面 (b)湿度上限设置界面(c)温度度下限设置界面(d)温度度上限设置界面图2-10 温湿度上下限设置2.4.2控制设备本系统控制设备采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备作为控制器，加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备分别控制湿度与温度,使得蔬菜大棚的温湿度得到控制.设计中，温湿度均可以设置上下限，按下k1键，出现温度上限的设置页面，按k2键为设置上限温度加，按k3键为设置上限温度减，按下k4键确认刷新，即成功设置温度上限.继续按下k1键，出现温度下限设置页面，按k2键为设置下限温度加，按k3键为设置下限温度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置温度下限.继续按下k1键，出现湿度上限的设置页面，按k2键为设置上限湿度加，按k3键为设置上限湿度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置湿度上限.继续按下k1键，出现湿度下限设置页面，按k2键为设置下限湿度加，按k3键为设置下限湿度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置温度下限.第三章．系统设计3.1硬件设计本设计的设计电路采用模块化、层次化设计，设计的电路原理图如图3-1所示.图3-1 电路原理图主机与主要部件的选择：面的要求而且设计方便，不需要再存储扩展.数据存储片内设有128B，外部有8279的256B，而由于存入的数据是随时更新的且不计小数位，存入 8个16进制数字，其总共需要的容量只有16B，已经够用.外部模温度、湿度采样，选用DHT11能够满足要求.系统各部件的连接方式如下：DHT11和单片机之间用单总线传输，DHT11的数据口与单片机的P1^7相连.液晶显示器的RS,RW和E分别与单片机的P2^5,P2^6,P2^7相连，数据输入口DB0-DB7分别与单片机P00-P07口相连.设置按键、按键加、按键减、确认刷新按键分别的单片机的P2^0，P2^1，P2^2，P2^3相连.单片机P1^3，P1^5分别为温度超过或低于上下限控制脚， P1^4，P1^6分别为湿度超过或低于上下限控制脚.控制脚通过控制加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备，调节温度及湿度.3.2软件设计系统软件程序基于Keil uvsion2开发平台，采用C51语言编写.本程序采用模块化程序方法：LCD初始化显示模块系统初始化模块的主要功能是完成系统的初始化以及设定系统的工作状态，初始化部分包括以下方面的内容：(a) 系统启动后，显示器上显示两行，第一行为“TEMPERATURE:00 C”,第二行显示为“HUMIDITY:00 %”(b)等待DTH11采集温度及湿度值.(c)系统进入正常工作状态.系统整体的工作方式如下框图所示程序流程图：图3-2 DHT11数据采集流程图本系统采用DHT11温湿度传感器对蔬菜大棚内温湿度的采集并转换成数字信号，将信息提供给主控制器进行处理和分析，主控制器开始LCD初始化，进行延时等待提取DHT11温湿度传感器模块，将采集的信息处理后传给LCD1602显示，同时调用控制模块，与系统默认设定值比较，系统温度上下限，湿度上下限默认值均为0，可通过设置按钮进行设置，按下设置按钮可对温度下限、上限，湿度下限、上限的顺序依次进行设置，温湿度均可以设置上下限，按下k1键，出现温度上限的设置页面，按k2键为设置上限温度加，按k3键为设置上限温度减，按下k4键确认刷新，即成功设置温度上限.继续按下k1键，出现温度下限设置页面，按k2键为设置下限温度加，按k3键为设置下限温度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置温度下限.继续按下k1键，出现湿度上限的设置页面，按k2键为设置上限湿度加，按k3键为设置上限湿度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置湿度上限.继续按下k1键，出现湿度下限设置页面，按k2键为设置下限湿度加，按k3键为设置下限湿度减，再按下k4键确认刷新，即成功设置温度下限.当蔬菜大棚实际温度超过设定温度上限时，系统将调用控制模块对降温设备控制，将蔬菜大棚的温度降低；当蔬菜大棚实际温度低于设定温度下限时，系统将调用控制模块对升温设备控制，将蔬菜大棚的温度升高；当蔬菜大棚实际湿度超过设定湿度上限时，系统将调用控制模块对除湿设备控制，将蔬菜大棚的湿度降低；当蔬菜大棚实际湿度低于设定湿度下限时，系统将调用控制模块对加湿设备控制，将蔬菜大棚的湿度提高；主程序流程图如图3-3所示.图3-3 主程序流程图第四章．总结与展望单片机是一门应用性和实践性很强的学科，很多人都想学习单片机，并且想知道如何学习单片机.熟悉单片机的人都知道，要学好单片机可不是一件容易的事，并不是因为单片机很难学，而是很难找到一本专为单片机入门者而编写的教材.翻一下身边的单片机教材，都好像是为已经懂单片机的人而写的，一般先介绍单片机的硬件结构和指令系统，再是系统扩展和外围器件，顺便讲一些应用设计（随便说一下，很多书中的电路设计已经过时，并且有些程序还是错误的）.如果按照此种学习方法，想进行产品开发，就必须先把所有的知识全部掌握了才可以进行实际应用.学习使用单片机只能靠循序渐进的积累.学单片机不仅要学习理论知识，实践操作也很重要.学过单片机的人都有这样的经历，就是把自己写的程序烧录到单片机里面的时候会发现与自己想要的结果有很大的不同.这就是因为实践操作少了，经验不足的缘故.推荐大家从简单的东西学起，当我们积累了一定的东西之后就可以动手做一些比较复杂的东西了.设计本系统的过程中遇到了很多的问题，在编写DHT11的测量程序的过程中遇到了很多的问题，刚开始始终的不到数据，研究了很长时间都弄不出来.同学提示我要注意一下时序，然后我又按照DHT11的通讯时序和接收时序将程序一条条的重写，在经过几次调试之后，终于得到了自己想要的结果；液晶显示部分也出了一点点小问题，就是送数据过去的时候忘了显示字符必须送字符的ASCII码.本系统具有较强的实用性， DHT11传感器价格也很便宜.我对DHT11与DS18B20及一些水银温湿度测量器的测量数据进行了比较，验证了DHT11测量数据的准确性和稳定性.低廉的价格、小巧的体积、准确稳定的测量数据、简单的单总线控制方式、简洁的电路连接，这些将使DHT11拥有良好的应用前景.1602液晶也比较便宜，操作比较简单.另外，本系统还具有较高的扩展性，可以集时钟，计算器，温湿度测量等于一体，具有一定的市场价值.参考文献：[1] 黄卜夫．欧洲设备安装总线综述[M]．电子技术应用，2001（No.4）:7-10[2] 戚作钧.无线电技术基础[M].第一版．北京：人民教育出版社，1959：165-183[3] Wayne Tomasi.电子通信系统[M].王曼珠，许萍，曾萍等译.第四版.北京：电子工业出版社，2002：137-141[4] Andrew S．Tanenbaum．计算机网络[M]．熊桂喜，王小虎译．第三版．北京：清华大学出版社，1998：402-419[5] 郑阿奇．计算机网络原理与应用[M]．第一版．北京：电子工业出版社，2003：34-45[6] 王耀南.计算智能信息处理技术及其应用[M].长沙：湖南大学出版社，1999致谢我的毕业论文（设计）撰写工作自始至终都是在姜某某老师全面、具体的指导下进行的.姜丽飞老师渊博的学识、敏锐的思维、民主而严谨的作风，使我受益匪浅，终生难忘.姜丽飞老师严谨的治学态度和对工作兢兢业业、一丝不苟的精神将永远激励和鞭策我认真学习、努力工作.感谢我的指导教师姜某某对我的关心、指导和教诲！感谢实验室的各位老师的关心和帮助！感谢我的学友和朋友们对我的关心和帮助！附录大棚温湿度控制系统原理图温湿度传感器DHT11模块#include <intrins.h> //_nop_();延时函数用#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit temp_out=P1^3;sbit humi_out=P1^4;sbit temp_led=P1^5;sbit humi_led=P1^6;uint count;uchar ds1,ds2,ds3,ds4;uchar U8FLAG,k;uchar U8count,U8temp;uchar U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;ucharU8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata _temp;uchar U8comdata;uint U16temp1,U16temp2;sbit IO= P1^7 ;//void Delay1(uint j){uchar i;for(;j>0;j--){for(i=0;i<27;i++);}}void Delay_10us(void){uchar i=5;for(;i>0;i--);}void COM(void){uchar i;U8FLAG=2;//---------------------while((!IO)&&U8FLAG++);Delay_10us();Delay_10us();// Delay_10us();U8temp=0;if(IO)U8temp=1;U8FLAG=2;while((IO)&&U8FLAG++);//----------------------//P2_1=0 ;//P2_1=1 ;//----------------------if(U8FLAG==1)break;U8comdata<<=1;U8comdata|=U8temp;}}//-------------------------------- void RH(void){IO=0;Delay1(180);IO=1;Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();Delay_10us();IO=1;if(!IO){U8FLAG=2;while((!IO)&&U8FLAG++);U8FLAG=2;while((IO)&&U8FLAG++);COM();U8RH_data_H_temp=U8comdata;COM();U8RH_data_L_temp=U8comdata;COM();U8T_data_H_temp=U8comdata;COM();U8T_data_L_temp=U8comdata;COM();U8checkdata_temp=U8comdata;IO=1;U8temp=(U8T_data_H_temp+U8T_data_L_temp+U8RH_data_H_temp+U8RH_data_L_temp); if(U8temp==U8checkdata_temp){U8RH_data_H=U8RH_data_H_temp;U8RH_data_L=U8RH_data_L_temp;U8T_data_H=U8T_data_H_temp;U8T_data_L=U8T_data_L_temp;U8checkdata=U8checkdata_temp;}}}void convdat(){ds1=U8RH_data_H/10;ds2=U8RH_data_H%10;ds3=U8T_data_H/10;ds4=U8T_data_H%10;}LCD1602显示模块#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit RS=P1^2;sbit RW=P1^1;sbit E=P1^0;uchar d;uchar code tab_t[]={"TEMPERATURE: C"};uchar code tab_h[]={"HUMIDITY: %"};uchar code tab_time[]={"TIME:"};uchar code tab_set_temp_L[]={"SET_TEMP_ LOW"};uchar code tab_set_humi_H[]={"SET_HUMI_HIGH"};uchar code tab_set_humi_L[]={"SET_HUMI_ LOW"};uchar code tab_set_hour[]={"SET_HOUR"};uchar code tab_lcd_num[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'}; void delay_1602(uchar x){uchar a,b;for(a=0;a<10;a++){ for(b=x;b>0;b--); }}void write_cmd(uchar x){E=0;RS=0;RW=0;E=1;P0=x;delay_1602(50);}/*uchar read_dat(){RS=1;RW=1;E=1;d=P0;delay(5);return d;}*/void write_dat(uchar y){E=0;RS=1;RW=0;E=1;P0=y;delay_1602(50);E=0;}void busy(){uchar a;while(a==0x80){E=0;RS=0;RW=1;E=1;delay_1602(50);a=P0;}}void init_lcd(){busy();write_cmd(0x38);delay_1602(5);busy();write_cmd(0x01);delay_1602(5);busy();write_cmd(0x0C);delay_1602(5);}温湿度控制系统程序#include <reg51.h>//52单片机头文件#include <dht11.h>//温湿度传感器DHT11头文件#include <lcd_1602.h>//液晶屏1602头文件uchar i,key_flag;uchar set_temp_H,set_temp_H_shi,set_temp_H_ge;//设定温度的变量uchar set_temp_L,set_temp_L_shi,set_temp_L_ge;//设定温度的变量uchar set_humi_H,set_humi_H_ge,set_humi_H_shi;//设置湿度的变量uchar set_humi_L,set_humi_L_ge,set_humi_L_shi;//设置湿度的变量sbit k1=P2^0;//定义按键K1sbit k2=P2^1;//定义按键K2sbit k3=P2^2;//定义按键K3sbit k4=P2^3;//定义按键K4sbit baojing=P3^3;/////////////////////////延时函数/////////////////////////////void delay(uchar x){uchar a,b;for(a=0;a<20;a++){ for(b=x;b>0;b--); }}/////////////////////////显示温度和湿度////////////////////////// void disp_t_h(){write_cmd(0x8c);write_dat(tab_lcd_num[ds3]);//显示温度十位write_cmd(0x8d);write_dat(tab_lcd_num[ds4]);//显示温度个位write_cmd(0xcc);write_dat(tab_lcd_num[ds1]);//显示温湿度十位write_cmd(0xcd);write_dat(tab_lcd_num[ds2]);//显示温湿度个位}///////////////////////开机显示//////////////////////////////////// void disp_start(){for(i=0;i<16;i++){write_cmd(0x80+i);write_dat(tab_t[i]);//温度}for(i=0;i<16;i++){write_cmd(0xc0+i);write_dat(tab_h[i]);//湿度}}///////////////////////扫描按键////////////////////////////////void key_scan(){if(k1==0)//按下K1{//设置温度上限////////////////////////////////if(key_flag==0)//按键标志0{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_temp_H[i]);//显示SET TEMPERATURE字符 while(k4==1)//按下K4{if(k2==0)//按下K2{ while(k2==0);set_temp_H++;//设置温度数值加if(set_temp_H==100)//到100，清0set_temp_H=0;}if(k3==0)//按下K2{ while(k3==0);//松手检测set_temp_H--;//设置温度数值减if(set_temp_H==0)//到0，加为100set_temp_H=100;}set_temp_H_ge=set_temp_H%10;//计算设置温度个位set_temp_H_shi=set_temp_H/10;//计算设置温度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_shi]);//显示设置温度个位 write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_H_ge]);//显示设置温度十位 }delay(200);}//设置温度下限////////////////////////////////if(key_flag==1)//按键标志1{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_temp_L[i]);//显示SET TEMPERATURE字符 while(k4==1)//按下K4{if(k2==0)//按下K2{ while(k2==0);set_temp_L++;//设置温度数值加if(set_temp_L==100)//到100，清0set_temp_L=0;}if(k3==0)//按下K2{ while(k3==0);//松手检测set_temp_L--;//设置温度数值减if(set_temp_L==0)//到0，加为100set_temp_L=100;}set_temp_L_ge=set_temp_L%10;//计算设置温度个位set_temp_L_shi=set_temp_L/10;//计算设置温度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_shi]);//显示设置温度个位write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_temp_L_ge]);//显示设置温度十位 }}////设置湿度上限///////////////////////////////////////////////////if(key_flag==2)//按键标志2{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_humi_H[i]);//显示SET HUMIDITY字符while(k4==1){if(k2==0){ while(k2==0);set_humi_H++;//设置湿度数值加if(set_humi_H==100)set_humi_H=0;}if(k3==0){ while(k3==0);set_humi_H--;//设置湿度数值减if(set_humi_H==0)set_humi_H=100;}set_humi_H_ge=set_humi_H%10;//计算设置湿度个位set_humi_H_shi=set_humi_H/10;//计算设置湿度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_humi_H_shi]);//显示设置湿度十位write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_humi_H_ge]);//显示设置湿度个位 }}////设置湿度下限///////////////////////////////////////////////////if(key_flag==3)//按键标志3{write_cmd(0x01);//清屏write_cmd(0x80);//显示位置第一行第一列for(i=0;i<13;i++)write_dat(tab_set_humi_L[i]);//显示SET HUMIDITY字符while(k4==1){if(k2==0){ while(k2==0);set_humi_L++;//设置湿度数值加if(set_humi_L==100)set_humi_L=0;}if(k3==0){ while(k3==0);set_humi_L--;//设置湿度数值减if(set_humi_L==0)set_humi_L=100;}set_humi_L_ge=set_humi_L%10;//计算设置湿度个位set_humi_L_shi=set_humi_L/10;//计算设置湿度十位write_cmd(0xc6);write_dat(tab_lcd_num[set_humi_L_shi]);//显示设置湿度十位write_cmd(0xc7);write_dat(tab_lcd_num[set_humi_L_ge]);//显示设置湿度个位}}//按键功能结束/////////////////////////////////////////////key_flag++;if(key_flag==4)//按键标志6key_flag=0;write_cmd(0x01);//清屏disp_start();//显示字符}}////////////比较数据，开启或关闭继电器///////////////////////////////////// void bijiao(){if(U8T_data_H>set_temp_H)//如果温度大于设置温度，关闭温度继电器和温度LED,baojing=0;else baojing=1;//temp_out=0;//P1.3// else temp_out=1;if(U8T_data_H<set_temp_L)//否则温度继电器和温度LED,temp_led=0;//P1.1else temp_led=1;if(U8RH_data_H>set_humi_H)//如果湿度大于设置湿度，关闭湿度继电器和湿度LED,humi_out=0;//P1.4else humi_out=1;if(U8RH_data_H<set_humi_L)//否则湿度继电器和湿度LED,humi_led=0;//P1.2else humi_led=1;}/////////主函数//////////////////////////////////////////////////void main(){init_lcd();//初始化液晶1602disp_start();//显示字符RH();//读取DHT11温湿度数值convdat();//转换DHT11温湿度数值disp_t_h();//显示温度和湿度while(1){key_scan();//扫描按键count++;//计数器加if(count==100)//到100,转换温湿度数据{ count=0;RH();convdat();}disp_t_h();//显示温度和湿度bijiao();//比较数据控制继电器动作}The temperature and humidity control systemdesign of the greenhouseShaoMoumou Directed By JiangMoumou lecturerAbstract The design for the MCU-based temperature and humidity testing system, Using a modular, hierarchical design. The utility model intelligent temperature and humidity sensor DHT11, the main achievement of the temperature, humidity measurement, the temperature and humidity signals through the sensor signal acquisition and conversion into a digital signal, using MCU STC89C52 data analysis and processing, is provided for displaying signal, display part adopts the character LCD1602 LCD display the measured temperature and humidity value. This system has the advantages of simple circuit, high integration, stability, convenient adjustment, high detection precision, and has a certain practical value.Key words The temperature and humidity DHT11 MCU STC89C52 detection。
(完整word版)大棚温湿度系统的设计
摘要随着大棚技术的普及,温室大棚数量不断增多，温室大棚的温度控制成为一个难题。
目前应用于温室大棚的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关、A／D转换器及单片机等组成的传输系统。
这种温度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。
在这样的形式下.开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。
本课题提出一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案，该方案是利用温度传感器将温室大棚内温度的变化，变换成电流的变化,再转换为电压变化输入模数转换器，其值由单片机处理，最后由单片机去控制数字显示器,显示温室大棚内的实际温度.一旦该温度值超过我们预先设定的上、下限，单片机便启动报警系统进行报警，进而对大棚内温度进行控制。
这种设计方案能对多点的温度进行实时巡检，各检测单元能独立完成各自功能，同时能够根据主控机的指令对温度进行定时采集,测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机串行口，通过RS．485总线及通信协议将采集的数据传送到计算机，进行进一步的存档、处理。
主控机负责控制指令的发送，控制各个从机进行温度采集,收集测量数据，并对测量结果(包括历史数据）进行整理、显示和存储。
该测控系统不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，系统稳定可靠、可维护性好。
关键词；单片机；单总线技术；温度传感器；串行接口；温室大棚ABSTRACTWith the popularization of greenhouse technology，the amount of greenhouse islarger and larger．However，the temperature control of greenhouse is becoming adifficult problem．Currently,the temperature control system of greenhouse is mostlyusing a transfers system which consists of analog temperature sensors,multiplexinganalog switches，A／D conversion units and SCM．This kind of temperature collectionsystem needs a lot of cables which is laid to make the signal of the sensor be sent tothe collection card in the greenhouse．Thus the work of fixing and take-down ismiscellaneous，and the COSt is hi曲．What’S more，what is transferred in the system isanalog signals which are easily interfered and have more ullage。
智能蔬菜大棚温度控制系统设计
Part 5
系统软件设计
系统主流程
系统软件设计
开开始始
6、升温电路
➢ 系统通电，个器件初始化
➢ 温度传感器启动，同时读 取当前环境温度值，读取 成功后线性拟合数据。
➢ 将温度数据在显示器显示。
➢ 将读取的环境温度值与设 定的温度上下限进行比较， 如果环境温度过限，则蜂 鸣器发出声音报警，并启 动机械控制设备；
➢ K4：减小键，减小上限 温度和下限温度，分度 值1℃；
➢ K5：确定键
系统硬件设计
5、机械控制电路
➢ 直流电机 ➢ 继电器 ➢ 通过三极管的导通与截
止，控制电机的转动， LED的发光。
系统硬件设计
6、升温电路
➢ 发热电阻丝 ➢ 继电器 ➢ 通过三极管的导通与截
止，控制发热电阻丝的 通电与断电，LED的发 光。
Part 2
论文主要内容
论文结构 具体内容
论文主要内容
系统设计方案
➢ 系统设计要求
➢ 系统功能需求分析
➢ 系统的结构组成
➢ 各模块的设计
02
系统软件设计
➢ 主程序
➢ 测温读取子程序 ➢ 显示子程序
04
➢ 机械控制子程序
➢ 定时器子程序
01
系统硬件设计
➢ 单片机最小系统
➢ 温度采集电路
➢ 显示电路
聆听谢
恳请各位老师批评指正！
系统硬件设计
2、温度采集电路
➢ DS18B20温度传感器 ➢ 测量范围为-55℃～
+125℃ ➢ 可以直接读出被测
温度值
3、显示电路
➢ LCD1602 ➢ 可以显示2行16个
字符
系统硬件设计
蔬菜大棚温湿度控制系统设计
蔬菜大棚温湿度控制系统设计摘要：本文在蔬菜大棚内设置了温湿度控制系统，以实现自动监测和调节大棚内的温度和湿度。
该系统采用传感器对大棚内的环境参数进行实时监测，并通过控制器的程序控制温湿度设备完成自动调节。
实验结果表明，该系统在实现有效控制大棚内温湿度的同时，还能够节约能源，提高农业生产效率。
关键词:蔬菜大棚、温湿度控制、自动监测、传感器、控制器、能源节约1. 研究背景随着社会发展和人口不断增加，粮食和蔬菜等农产品的需求量也越来越大。
然而，由于气候变化和人为因素的影响，农作物生长环境的变化也愈加复杂。
为了提高农产品产量和质量，减少环境污染的同时加强经济效益，研究农业温湿度控制系统已成为实现可持续发展的重要手段之一。
2. 系统设计2.1 设计目标该蔬菜大棚温湿度控制系统可分为采集模块、控制模块、执行模块和显示模块四个部分。
其设计目标如下：1) 实现大棚内温度和湿度的实时监测和自动调节。
2) 通过温湿度调节设备完成对大棚内环境的自动控制。
3) 为大棚内的蔬菜提供最适宜的生长环境条件。
2.2 系统组成2.2.1 采集模块采集模块主要包括温度传感器和湿度传感器。
温度传感器通过对大棚内温度进行实时检测，将检测到的数据传输给控制器。
同样的，湿度传感器也可以实时监测大棚内的相对湿度。
2.2.2 控制模块控制器主要负责处理传感器采集的数据，并根据预设的程序计算出所需的温湿度参数。
最后，将数据发送给温湿度调节设备。
2.2.3 执行模块执行模块包括将温湿度调节设备与控制器整合在一起，实现自动调节大棚内的环境参数。
2.2.4 显示模块日志和显示模块显示大棚内当前的温湿度数据，以及系统是否正常工作。
3. 结论本文对蔬菜大棚温湿度控制系统进行了设计，该系统能够实现对大棚内温度和湿度的自动调节，并且在节约能源的同时提高了农业生产效率。
由于该系统具有高可靠性和实用性，因此可以广泛应用于蔬菜大棚的生产中，为推动农业可持续发展做出贡献。
蔬菜大棚温度测控系统设计-毕业设计
蔬菜大棚温度测控系统设计学生：指导教师：内容摘要：蔬菜大棚作为设施农业的主要组成部分，随着时代的进步和先进生产力的发展，已经逐渐实现了它的自动化控制。
我们可以通过对产生数据定量分析，监测并改变它的环境条件，以使农作物更好更充分的生长。
近年来计算机应用技术不断的发展，于是人们便开始有了一种新的构思，即利用计算机来实现对大棚内环境条件的控制。
会阻碍到大棚内农作物生长的因素有很多，最主要的就是温度。
本次设计是专门为了解决这一问题。
系统的设计被充分模块化，条理清晰，可以很简单方便的进行检测盒控制。
在本次设计过程中还充分考虑到成本问题，主要体现在元件的选取及利用率上。
通过实践证明，系统的性能好、操作方便，完整的实现对温度等的测量和控制。
关键词：蔬菜大棚温度控制目录前言 (1)1 设计方案 (2)1.1 设计要求及框图 (2)1.2 元器件 (2)1.2.1 传感器的选择 (2)1.2.2 显示模块 (2)1.2.3 单片机模块 (3)1.2.1 系统方案 (3)2 系统的硬件设计 ....................................... 错误！未定义书签。
2.1 系统硬件的简述 (3)2.2 单片机模块的设计 (3)2.2.1 单片机的功能特性描述 (3)2.3 温度采集系统的设计 (4)2.3.1 温度传感器的概述 (4)2.3.2 传感器的接口说明 (5)2.3.3 硬件连接 (5)2.4 显示模块的设计 (6)2.4.1 LCD12864的概述 (6)2.4.2 LCD12864引脚说明 (6)2.4.3 LCD12864的主要技术参数 (7)2.5 报警电路的设计 (8)2.6 功能键的设计 (8)2.7 控制电路的设计 (9)3 软件系统设计 (9)3.1 软件设计的整体思想 (9)3.2 程序流程图设计 (10)3.3 DHT90软件系统设计 (12)3.3.1 DHT90测量流程图 (12)3.3.2 传感器的电气特性 (12)3.3.3 传感器指令的启动 (13)3.3.4 发送命令 (13)3.3.5 通讯复位时序 (14)3.4 DHT90的温度补偿及转换 (14)3.4.1 温度转换 (14)3.5 LCD12864软件系统设计 (15)3.5.1 LCD12864显示流程图 (15)3.5.2 写数据到模块 (16)3.5.3 从模块读出数据 (17)3.6 按键软件系统设计 (17)结束语 (19)参考文献 (21)蔬菜大棚温度测控系统设计前言近年来，随着中国经济的快速增长，农业的研究和应用技术越来越多的国家和人们的关注，作为温室农业代表是首当其冲的性质。
蔬菜大棚温湿度的控制系统设计
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单片机的西红柿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，SHT10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，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，可以根据大棚西红柿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：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器1AbstractWith 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. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs.This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value.Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor2目录第1章绪论 (1)1.1系统设计背景 (1)1.2系统功能、优势及特点 (1)第2章设计内容 (4)2.1总体方案的设计 (4)2.1.1设计思想 (4)2.1.2系统组成及框图 (4)2.2系统主要电路的设计 (5)2.2.1主要芯片89C51的功能及引脚图 (5)2.2.2温湿度检测电路的设计 (7)2.2.3复位电路的设计 (12)2.2.4温湿度调节系统的设计 (12)2.2.5 SHT10数据采集程序 (13)第3章系统软件的设计 (15)3.1上位机软件设计 (15)3.2通信模块软硬件设计 (16)3.2.1 通信硬件设计 (16)3.2.2通信软件设计 (17)3.3系统主程序 (17)结束语 (19)参考文献 (20)3第1章绪论1.1系统设计背景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。
蔬菜大棚温度控制系统设计
蔬菜大棚温度控制系统设计太原科技大学毕业设计（论文）目录摘要.................................................................................................................................................... ABSTRACT ...................................................................................................................................... 第1章绪论 01.1 选题背景 01.2 国内发展现状及水平 01.3 设计目的及意义 01.4 本章小结 (1)第2章系统功能需求分析及方案选择 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 系统的功能需求分析 (2) (2) (4)2.3 工作原理 (3)2.4 控制方案 (3) (3) (5) (4) (5)2.5 系统控制方案的确定 (6)2.6 本章小结 (7)第3章硬件电路设计 (9)3.1主控制器AT89C51单片机电路 (9) (9) (9)3.2 温度采集电路 (10) (10) (11) (12)3.4键盘输入模块电路 (13) (13)3.5 机械控制电路模块 (14) (15) (15)3.6 蜂鸣器报警电路 (16)3.7 电源输入部分 (17)3.8 本章小结 (17)第4章系统软件设计 (19)4.1 系统主程序流程 (19)4.2 DS18B20测温读取子程序 (20)4.3 LCD1602显示子程序 (21)4.4 机械控制子程序 (21)4.5 定时器子程序 (22)4.6 本章小结 (23)第5章系统调试与仿真 (26)5.1 系统调试 (26)5.2 系统仿真 (26)5.3仿真结果 (27)第6章结论 (27)致谢 (29)参考文献 (31)附录 (33)附录1 硬件电路原理图 (33)附录2 元件清单表 (34)附录3 源程序清单 (35)摘要本设计完成了蔬菜大棚温度控制系统的系统设计。
蔬菜大棚恒温恒湿控制系统设计
蔬菜大棚恒温恒湿控制系统设计蔬菜大棚是一种人工控制环境的农业生产设施，可以为蔬菜提供合适的温度和湿度条件，以促进它们的生长和发育。
为了实现蔬菜大棚的恒温恒湿控制，需要设计一个控制系统，该系统能够监测温度和湿度，并根据设定的参数自动调节温度和湿度。
1.温度监测与控制：-温度传感器：安装在大棚内部的合适位置，可以实时监测大棚内的温度变化。
-控温设备：例如水冷却系统、加热系统等，可以根据传感器数据自动控制温度，保持大棚内部的恒温状态。
-温控器：接收传感器数据，根据设定的温度范围进行控制。
2.湿度监测与控制：-湿度传感器：安装在大棚内部的合适位置，可以实时监测大棚内的湿度变化。
-控湿设备：例如加湿器、除湿设备等，可以根据传感器数据自动控制湿度，保持大棚内部的恒湿状态。
-湿度控制器：接收传感器数据，根据设定的湿度范围进行控制。
3.控制系统集成：-控制器：负责接收传感器数据，并根据设定的参数进行调节，控制温度和湿度。
-人机界面：可以通过电脑、手机等设备进行监测和设置，方便农民了解大棚内的状态并进行调节。
以上是蔬菜大棚恒温恒湿控制系统的基本设计要点，可以根据具体情况进行调整和扩展。
在实际应用中，还可以添加其他功能，如自动通风、光照控制等，以提高蔬菜大棚的生产效率和质量。
设计蔬菜大棚恒温恒湿控制系统时1.传感器的选择：选择合适的温度传感器和湿度传感器，具有高精度、快速响应和较小的误差。
2.控制设备的选择：根据大棚的实际情况选择合适的控温和控湿设备，确保能够满足大棚内的需求。
3.控制策略的制定：根据不同蔬菜的生长需求和不同阶段的要求，制定合适的温度和湿度控制策略。
4.系统稳定性的考虑：系统应具有较高的稳定性和可靠性，能够在长期运行中保持良好的控制效果。
5.节能与经济性的平衡：在设计系统时考虑节能和经济性，选择节能设备和控制策略，降低运行成本。
综上所述，蔬菜大棚恒温恒湿控制系统的设计需要考虑温度和湿度的监测与控制，以及控制系统的集成与优化。
智能温室大棚整体控制设计报告
智能温室大棚整体控制设计报告一、需求分析近年来，由于气候变化等多种原因，传统的农业生产方式已经无法满足现代社会的需要。
人们对于高品质、高效率、节能环保的农业生产方式有着更高的追求。
而智能温室大棚的兴起就是一个非常好的案例。
智能温室大棚能够通过自动化控制技术，完成温度、湿度、光照、灌溉等诸多参数的实时控制，提高作物产量、品质和经济效益。
为了满足人们对于智能化农业生产方式的需求，本报告提出了智能温室大棚整体控制设计方案。
二、系统框架设计本系统采用分布式设计，将整个智能温室大棚控制系统分为下列几个部分：传感器部分、控制器部分、执行器部分和监控部分。
1. 传感器部分温室大棚内设置多种传感器，包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等，用于实时感知温室大棚内环境参数。
2. 控制器部分控制器部分包括温度控制器、湿度控制器、二氧化碳控制器、氧气控制器、光照控制器和浇水控制器等，用于根据传感器部分采集的温室大棚内环境参数，自动控制环境参数，保证温室大棚内环境参数稳定和作物生长需要。
3. 执行器部分执行器部分包括温度调节器、湿度调节器、二氧化碳发生器、氧气区分器、光照灯和浇水器等，用于执行控制器部分的指令，对温室大棚内环境参数进行调节和维护。
4. 监控部分监控部分包括计算机端和手机端，用户可以通过计算机端和手机端实时查看温室大棚内的环境参数、获取生长轨迹、掌握生长状况，可远程控制设置温度、湿度、光照、浇水等。
三、系统实现技术本系统采用了传感器、控制器、执行器之间的等级控制和信息传递技术，采用现代化的智能控制技术，能够更好地完成对温室大棚内环境参数的实时控制和维护。
其中，传感器部分采用数字化接口，能够实现数字化数据的传输和处理，使传感器的计算精度更加准确。
同时，控制器部分采用分布式节点设计，各节点之间存在信息共享和通信，实现了全局信息的同步控制，同时也具有很好的扩展性和可靠性。
大棚温湿度自动控制系统设计-毕业设计
大棚温湿度自动控制系统设计-毕业设计大棚温湿度自动控制系统设计是一个复杂而实用的毕业设计课题。
该系统旨在帮助农民控制和维持大棚内的温湿度，从而提高农作物的生产效益。
以下是设计该系统的几个主要步骤：1. 确定系统需求：首先需要与农民沟通，了解他们对大棚温湿度控制的具体要求。
例如，他们希望保持大棚内的温度在一定的范围内，以及监测并控制湿度水平等。
2. 选择传感器：根据系统需求确定所需的传感器。
可能需要温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。
这些传感器将用于检测大棚内的环境参数。
3. 确定控制方法：根据系统需求和传感器的输出，设计控制算法来实现温湿度的自动控制。
例如，可以使用PID控制算法或模糊控制算法。
4. 选择执行器：根据控制算法的输出，选择合适的执行器来实现温湿度的调节。
例如，可以使用风机来调节温度，使用喷雾系统来调节湿度。
5. 界面设计：设计一个简单直观的用户界面，使农民可以轻松地监测和调节大棚内的温湿度。
界面可以使用单片机或者计算机上的软件来实现。
6. 系统集成：将所有的硬件和软件组件集成在一起，确保它们能够正常协同工作。
进行功能测试和性能测试，进行必要的调整和优化。
7. 调试和优化：在实际使用中，进行系统的调试和优化，确保系统稳定可靠，并满足农民的需求。
8. 编写论文：根据设计过程和结果，撰写一份完整的毕业设计论文，包括设计目的、设计方法、实验结果和结论等。
大棚温湿度自动控制系统设计是一个综合性的工程项目，需要综合运用电子技术、控制技术、软件开发等知识。
通过该设计项目，可以帮助农民提高大棚农作物的产量和质量，同时也为毕业生提供了一个实践和综合应用知识的机会。
温室大棚自动控制系统开题报告(可编辑修改word版)
题目：温室大棚自动控制系统的设计学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：开题时间：1、文献综述1.课题研究的目的和意义随着改革开放，特别是 90 年代以来，我国的温室大棚产业得到迅猛的发展，以蔬菜大棚、花卉为主植物栽培设施栽培在大江南北遍地开花，随着政府对城市蔬菜产业的不断投入，在乡镇内蔬菜大棚产业被看作是 21 世纪最具活力的新产业之一。
温室是蔬菜等植物在栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类的蔬菜对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为他们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，从而可以通过提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。
温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣天气对其影响的场所，它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。
而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。
国外对温室环境控制技术研究较早，始于 20 世纪70 年代。
显示采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80 年代末出现了分布式控制系统。
目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，也就是说一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
单片机虽小，但它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
同时它也被称为微控制器（Microcontroller）, 是因为它最早被用在工业控制领域。
大棚温湿度自动控制系统设计
大棚温湿度自动控制系统设计摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。
SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。
LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。
这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。
此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。
通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。
关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control目录1 前言 (1)2 总体方案设计 (3)2.1 温湿度控制系统的设计指标要求 (3)2.2 系统设计的原则 (3)2.2.1 可靠性 (3)2.2.2 性价比 (3)2.3 方案比较 (4)2.3.1 方案一 (4)2.3.2 方案二 (4)2.4 方案论证 (5)2.5 方案选择 (5)3 单元模块设计 (6)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (6)3.1.1 单片机最小系统 (6)3.1.2 液晶显示模块 (8)3.1.3 温湿度传感器模块 (8)3.1.4 报警电路的设计 (9)3.1.5 输出电路设计 (10)3.1.6 电源的设计 (12)3.1.7 按键电路设计 (13)3.1.8 串口通信电路 (14)3.2 元件清单 (15)3.3 关键器件的介绍 (17)3.3.1 STC89C52RC (17)3.3.2 SHT10温湿度传感器 (19)4 系统软件设计 (22)4.1 软件设计的总体结构 (22)4.2 主要模块的设计流程框图 (24)4.2.1 主程序流程图 (24)4.2.2 SHT10子程序流程图 (25)4.2.3 LCD1602子程序流程图 (27)4.2.4 输出控制子程序流程图 (28)4.2.5 键盘扫描子程序流程图 (29)4.3 软件设计所用工具 (31)4.3.1 Keil uVision4 (31)4.3.2 Proteus (31)5 系统调试 (32)5.1 用Proteus搭建仿真总图 (32)5.2 用Keil对程序进行调试、编译 (33)6 结论 (36)6.1 系统的功能 (36)6.2 系统的指标参数 (36)6.3 系统功能分析 (36)7 总结与体会 (38)8 致谢 (39)9 参考文献 (40)附录1 系统的电路原理图 (41)附录2 系统仿真总图 (42)附录3 系统实物照片 (43)附录4 系统源程序 (44)附录5 英文参考资料 (46)1 中文翻译 (46)2 英文原文 (49)1 前言温室大棚作为一种高效的农业生产方式，与传统农业生产方式相比具有很大的优点。
蔬菜大棚温湿度控制系统设计
**************************************************** 本科毕业设计题目蔬菜大棚温湿度控制系统的设计姓名*******专业电子科学与技术学号********指导教师**********电气工程学院二○一四年五月毕业设计（论文）任务书题目蔬菜大棚温湿度控制系统的设计专业电子科学与技术学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等一．主要内容：1.检测，选择温度和湿度环境参数进行监控。
2.硬件系统设计（1）温湿度采样系统；（2）单片机控制系统；（3）显示系统；（4）报警控制系统。
3. 软件系统设计（1）单片机系统初始化；（2）对传感器采集的数据信息进行分析，通过单片机控制温度和湿度；（3）显示模块以及报警控制模块。
二．基本要求：1 查阅相关书籍、资料，确定合理的方案。
2 详细叙述工作原理，以及各功能模块。
3 采用温湿度传感器测量大棚内温度以及湿度。
4 显示模块显示测量的温度和湿度数值。
三．主要参考资料：[1] 谭浩强．单片机课程设计[M].北京：清华大学出版社，1989[2] 张毅刚．单片机原理及接口技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990[3] 郭天祥．新概念51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：填表日期：毕业设计（论文）开题报告课题名称蔬菜大棚温湿度控制系统的设计课题来源教师拟定课题类型BY 指导教师学生姓名学号专业电子科学与技术开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。
）一、调研资料的准备1、了解选题背景：蔬菜的生长对于温湿度具有一定的要求，因此需要对环境的温度和湿度进行监测和控制。
随着科学技术的发展，也要求利用现代化仪器，更方便的测试蔬菜大棚内的温湿度以及控制系统，从而进一步提高蔬菜产量和数量。
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课程设计主要任务基于AT89S52单片机的温度测量控制系统，数字温度传感器DS18B20通过单总线与单片机连接，实现温度测量控制，主要性能为：(1 )通过该系统实现对大棚温度的采集和显示；(2)对大棚所需适宜温度进行设定；(3)当大棚内温度参数超过设定值时控制通风机进行降温，当温度低于设定值时利用热风机进行升温控制；(4)通过显示装置实时监测大棚内温度变化，便于记录和研究；系统的设计指标(1 )温度控制范围：0 C ~+50 C；(2)温度测量精度：土2 C；(3)显示分辨率：0.1 C；(4)工作电压：220V/50HZ ± 10%目录第一章序言 1 第二章总体设计及个人分工 2 第三章传感器设计及应用 4 第四章总结8第一章序言随着人口的增长，农业生产不得不采取新的方法和途径满足人们生活的需要，大棚技术的出现改善了农业生产的窘迫现状。
塑料大棚技术就是模拟生物生长的条件，创造人工的气象环境，消除温度对农作物生长的限制，使农作物在不适宜的季节也能满足市场的需求。
随着大棚技术的普及，对大棚温度的控制成为了一个重要课题。
早期的温度控制是简单的通过温度计测量，然后进行升温或降温的处理，进行的是人工测量，耗费大量的人力物力，温度控制成为一项复杂的程序。
大多数的蔬菜大棚以单个家庭作业为主，种植户为蔬菜大棚配备多参数的智能设备，经济成本很高，因此将温度控制由复杂的人为控制转化为自动化的机械控制成为必然。
目前现代化的温度控制已经发展的很完备了，通过传感器检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。
近年来电子技术和信息技术的飞速发展，温度计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化，产业化。
温度计算机控制及管理技术便函先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进，开发出适合自己的系统。
这在给各国带来了巨大的经济效益的同时，也极大地推动了各国农业的现代化进程。
本系统以AT89S52单片机为控制核心，主要是为了对蔬菜大棚内的温度进行检测与控制而设计的。
该测控仪具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，所以具有一定的应用前景。
第二章总体设计及个人分工2.1设计任务设计出一个蔬菜大棚温度控制系统。
该系统的温度上下限报警值可以通过人工设定，并能够在外界温度高于设置温度上限时实现排风扇自动运转通风降温，在外界温度低于设置温度下限时实现热风机自动加热升温，以保持大棚内部的温度始终处于适合蔬菜生长的温度范围内。
22任务要求设计基于AT89C52单片机的蔬菜大棚温度控制系统，用于自动调节大棚内部的温度。
大棚内部温度始终控制在10 C -30 C之间。
2.3系统基本方案根据任务要求，该系统模块可以划分为以下几个部分：键盘模块, 温度测量模块，显示电路模块，报警模块。
根据各个模块不同的功能特点，分别做了几种不同的设计方案并且进行了相关方面的论证。
2.3.1各模块电路的方案选择及论证本温度控制系统由AT89C52单片机及其外围电路共同完成，独立键盘作为人机接口，通过单片机I/O 口输入，从而实现手动控制与人工调节，DS18B20将检测到的温度值转换为数字量输入到单片机中，通过单片机处理实现相应的温度控制功能，强电控制与驱动电路来控制热风机与通风机的启停，报警电路在温度超过设定范围时发出报警声，显示模块由液晶显示器实现，使人们比较直观的进行温度设置，了解受控温度温度信息。
232系统的设计指标(1)温度控制范围：0 C ~+50 C;(2)温度测量精度：士2C;(3)显示分辨率：0.1C;⑷工作电压：220V/50HZ ±10 %;2.4系统各模块的硬件设计电路系统框图2.4.1单片机模块单片机选用AT89S52，是一种低功耗高性能的微控制器，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，在单芯片上拥有灵巧的八位CPU和系统可编程Flash,使得AT89S52成为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活的有效解决方案。
2.4.2温度采集模块我们的大棚控制系统所采用的温度传感器为DS18B20,在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。
DS18B20可以程序设定9〜12位的分辨率，精度为士0.5°C。
可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。
分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。
DS18B20的性能是新一代产品中最好的因此选用DS18B20传感器。
243电源模块电源模块采用LM78M05获得+5V稳定电压，输入电压为+12V , 通过一个220V-12V的小型变压器提供。
如图电容c6和c8用作低频滤波，使输入和输出电压更加平滑稳定；电容c7和c9用于滤除高频信号成分，以降低高频信号对工作电路稳定性的影响。
同时，LM78M05必须加装散热片。
244强电驱动与控制模块该模块电路采用过零触发的光电耦合器件MOC3061，将弱电与强电控制分开，实现前后级电路的电气隔离，如图所示，为热风机控制电路。
当温室内的温度超过设定温度上限时，单片机p3-3脚输出低电平，经驱动门7407驱动MOC3061内部光电二极管发光，在其输出端4与6之间得到输出电压，触发双向可控硅KS导通，使热风机、通风机的交流接触器获得220V/380V的工作电压。
2.4.5数据显示模块单片机系统中，一般数据显示有终端两大类一是LED数码管显示，而是LCD液晶显示。
LED显示亮度咼但显示数据位数多时就需要较多的数码管，引脚多，接线麻烦，并且显示的字符代表不同的信息因此选用LCD液晶显示。
246报警模块报警模块由三极管和小型扬声器组成，当温度超过设定范围时扬声器发出报警声，报警音由程序产生，通过不同长度的延时，形成音频信号。
2.5系统软件设计系统主程序首先对系统进行初始化，定义端口，DS18B20初始化，LCD初始化，显示开机画面，键盘处理等，键盘处理程序中调用子程序完成温度的检测和调控，键盘处理循环执行，系统不断显示新的温度信息。
2.6个人分工吴灵智（组长）：单片机的选择及编程赵美玲：传感器的选择及应用汪栋翔：温度测量及控制的编程王江涛：发热制冷装置及电路设计张博文：LCD选择及编程三.个人任务单片机篇1.单片机型号选择由于S52单片机的价位与c51单片机价位相差不大，且与c51完全兼容，比c51功能更加强大，所以这次设计中我选择的单片机型号为AT89S52单片机。
2.引脚说明AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM, 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，AT89S52可降至OHz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数AT89S52引脚图DIP封装器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
AT89S52-24PU脚图DI 封装P0 口P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。
作为输出口，每位能 驱动8个TTL 逻 辑电平。
对P0端口写“时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低8位地址/数据复 用。
在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。
在flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验 时， 需要外部上拉电阻。
P1 口rrz^PtecT2EX^F1.1 匸P12C P1.3EP1.4C iMQSI ：iF1.5E (MISO?PI .SC (SCKJP-1.7C RSTC 汎口F3.D t0TOJP3.1G^INTD ；i P3^ 匚 活匚 (TD^3.4C 仃1)P3S 5C{WR>P*3.®C 隔P3T 匚 KTAL2C KTAL1C ONDC 3VCC □ FCC-：ADO P JPC-nAD ：) □ FC 2 (AD2 - □ FC^ .AD4 □FC S (AD&P □FC fi EAD^ 1P£71AD(7^ □ EAsXTT JALEifiROg □raEN □R27IA15} □Rlfl^AK) □P2J&(A13} □P2^-：AT89S52 引P1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，pl输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX ）。
在flash 编程和校验时，P1 口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能：P1.0 T2 （定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI （在系统编程用）P1.6 MISO （在系统编程用）P1.7 SCK （在系统编程用）P2 口P2 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P2端口写“时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL ）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。
在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。
在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2 口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口P3 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，p3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
P3 口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。