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。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。

2.2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℃-30℃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。

2.3.2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％;

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±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。

2.4.3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。

2.4.4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