基于单片机的温室多路温湿度检测系统设计毕业答辩.ppt

系统整体设计
2、系统设计主要内容
㈠ 系统硬件部分主要为数字传感器 SHT11、AT89S51 单片 机和微型计算机。单片机与PC机通过总线RS-485相连， 以实现远距离多节点的通信，进而完成对温室内多点温湿 度数据的监测。
㈡上位机管理系统软件编程及界面设计利用VB语言开发，实 现数据分析处理及报表打印等功能。
系统整体设计
1、系统设计所要实现的功能：
本系统设计所实现的功能为：对温室内不同 地点的温湿度参数，通过多个温湿度混合传感器 SHT11对温室内一些关键点或者敏感点进行测量， 然后通过单片机对测量的数据进行基本处理和显 示，实现温室内多节点的温湿度测量。当测定的 数据超过设定限定值时及时给予报警提示。同时 测量值由单片机传给上位机。
系统硬件电路设计
4 系统键盘接口电路
在单片机应用系统中，键盘用于向单片机应用系统输入数据或 控制信息，本系统设计采用4*4行列式键盘，主要有10个数字键与 6个功能键。 键盘电路图如下：
系统硬件电路设计
• 5、声光报警电路
当温度不在预先设定的正常范围内时，需进行声光 报警，本系统设计的声光报警电路图如下:
系统硬件电路设计
在“传输启动”时序之后，单片机向 SHT11 发送指令。 （4）在本系统设计中由于要对多个点进行温湿度的测量， 因此AT89S51与SHT11的连接方式为:各个传感器的SCK引 脚都连接至单片机的同一引脚，DATA引脚连接至单片机不 同的引脚。 单片机与多个SHT11连接电路图如下：
基于单片机的温室多路温湿度 检测系统设计
姓 名： XXX 专业班级： 自动化2011—02 指导教师：XXX
目录
选题的背景和意义 系统整体设计 系统硬件设计 系统软件设计
系统Baidu Nhomakorabea计原理图
选题背景和意义
近几年来，我国温室产业发展迅速， 我国东北华北等北方地区，出现了很多农 业温室大棚，为人们提供了大量反季节作 物。但是，我国的温室自动控制技术远远 跟不上温室数量的增长。对温室环境自动 控制，就是根据生物生长特性，自动对温 室内各项环境因素如温度、湿度、光照、 CO₂浓度等进行调节的总称。而温室环境控 制中两个重要的因素便是是温度和湿度。
系统软件设计
本系统采用分模块化的设计方法对监测端软件进行设计， 模块程序由键盘识别模块、温湿度检测模块、LCD 液晶显示 模块、声光报警模块与串行通信模块几个部分构成。系统流 程图如下所示：
系统软件设计
1、键盘子程序
键盘扫描任务流程图如图所示：
系统软件设计
2 温湿度超限报警模块
该程序模块的功能是：将从传感器的到得温度 湿度数据转换成十进制数，然后由进行码管显示， 若温度湿度值大于设定的上限值或者小于设定的下 限值，则进行声光报警提示。
（2）在单片机刚上电及发生故障时都需要复位。复位电路用于将单 片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始 工作。 系统中电源电路与复位电路图如下所示：
(1)时钟电路
（2）复位电路
系统硬件设计
• 3 、单片机电源电路
本设计采用 220V 交流电降压、整流滤波、稳压的电源 方案。电源电路图如下：
选题背景和意义
• 本文拟研究的温湿度监测系统硬件部分由 上位机与下位机两部分组成。上位机由微 型计算机组成，与下位机通过RS-485相连， 实现对温室内温湿度监测数据的分析和处 理。下位机的核心部件是AT89S51单片机 和温湿度复合传感器SHT11，由它们完成 对温湿度参数的采集、预处理、显示、超 限报警等任务，并且实现与上位机之间的 信息通讯，具有实时性高、精度高，能够 综合处理多点温湿度信息的优点。
系统整体设计
• 4、智能监控点原理图
智能监控点以 AT89S51 单片机为核心，组成一个集温度的采集、 处理、显示、为一体的系统，其原理框图如图所示。数据采集通过温 湿度混合数字传感器 SHT11 实现，如果采集的数据值超过限定值时， 由蜂鸣器进行报警以及闪烁灯予以提醒，供用户进行相应处理。测量 得到的温度和湿度数据通过LCD液晶显示器进行显示。通过总线 RS485 接收上位机发送的控制命令，并把采集到的数据传到上位机。
㈢下位机以AT89S51单片机为核心，单片机软件编程采用 C51编写，完成各个测量点数据的测量、显示、超范围报 警等工作。
系统整体设计
• 3、系统总体模式图
在系统中，上位计算机通过 RS-485 串行接口，按照 一定的周期向各个监控点发送控制命令，并接收各监控点 采集的数据，对采集到的数据进行处理并显示，同时供用 户进行打印等。
系统硬件电路设计
• 8、SHT11传感器
（1）SHT11传感器将温湿度传感器、信号放大电路、A/D转 换器及串行口均集成在一块芯片上。其优点在于输出信号直 接为数字信号，可靠性及稳定性高。 （2）SHT11主要通过SCK与DATA两个引脚实现与单片机的 通信，利用引脚SCK实现AT89S51与 SHT11的同步，利用 引脚DATA实现AT89S51与 SHT11的数据传输。 （3）SHT11 测量的过程由传输启动，发送测量命令，等待 完成测量与读取测量结果四个部分组成。AT89S51 首先通 过一组“传输启动”时序信号进行初始化传输数据。
系统硬件电路设计
• 6、LCD1602
本系统设计采用LCD1602液晶显示器来对测量 数据进行显示，其与单片机连接电路如下：
系统硬件电路设计
• 7、RS-485通信设计
（1）AT89S51通过 P3.0 和 P3.1 两个引脚提供了一个异步 串行输入输出口，通过该口可实现数据的传送。 （2）由于系统中总线采用的是RS-485，因此在系统中采用 了 RS-232/ RS-485 转换器，及芯片MAX485 来实现计算机 和 AT89S51 之间的通讯。 串口电平转换电路如下：
系统硬件电路设计
1、单片机的选择
本系统设计选用的是AT89S51单片机，其主 要性能特点为：4kB ROM；128 bytes的RAM；32 个外部双向I/O口；2个16位可编程定时/计数器； 两个串行通信口；WDT电路；与MCS-51完全兼容。
系统硬件设计
2、系统复位电路与时钟电路
（1）单片机的所有工作必须在时钟信号控制下才能有序地进行，时 钟电路为单片机工作提供基本时钟。