【正文】 ................. 20 致謝 ............................................................................................................................ 21 參考文獻 .................................................................................................................... 22 附 錄 .......................................................................................................................... 24 附錄 1：實物照片 ..................................................................................................... 24 附錄 2：原理圖 ......................................................................................................... 25 附 錄 3： 程序編寫 ..................................................................................................... 25 附錄 4：元器件清單 ................................................................................................. 29 I 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 摘 要 溫濕度控制已成為當今社會研究的熱門項目。是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中必須考慮的因素，作為最常見的被控參數(shù)?，F(xiàn)在國外 有很多農(nóng)場對于溫室的智能控制系統(tǒng)有了一定的應用，但其成本高昂，針對國內(nèi)大棚的特點是不能做到全面的普及。正對這一實際情況，研發(fā)一套低價格、高性能的溫室溫濕度控制系統(tǒng)，在我們國內(nèi)具有非常廣泛的應用前景和實際意義。本文以 STC89C52 單片機為核心控制器，結(jié)合 DHT11 電容式數(shù)字溫濕度傳感器，液晶顯示屏 1602 顯示以及模擬調(diào)節(jié)模塊，完成電路硬件設(shè)計。通過軟件編程控制數(shù)據(jù)下載到單片機完成溫濕度顯示、閥值設(shè)置。此次設(shè)計系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能如下：通過四個按鍵方便地實現(xiàn)溫濕度上限的調(diào)整，液晶顯示屏能實時顯示當前環(huán)境溫濕度。芯 片AT24C04 使存儲的溫度上限和濕度上限可以掉電永久保存。當溫度或濕度超限后，報警信號點亮相應報警燈。結(jié)合三極管和繼電器，該信號也可以驅(qū)動繼電器打開或切斷排風扇轉(zhuǎn)動。文中提出了設(shè)計方案，討論了蔬菜大棚溫濕度巡回檢測與控制的基本原理，進行了可行性論證。給出了電路圖和程序流程圖并附有源程序。 關(guān)鍵詞：傳感器；溫濕度；單片機；智能控制 II DESIGN OF CONTROL SYSTEM IN TEMPERATURE AND HUMIDITY FOR VEGETABLE GREENHOUSE Abstract In today39。s social studies, temperature and humidity control has bee a hot item . Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the most mon. Now there are a lot of farms for overseas greenhouse intelligent control system has a certain application, but its high cost, according to the characteristics of domestic greenhouse is can39。t do the prehensive popularization. Is the actual situation, developed a set of low price, high performance of the greenhouse temperature and humidity control system, in our country has a very broad application prospects and practical significance. STC89C52 singlechip microputer as the core controller, this paper bined with digital temperature and humidity sensor DHT11 capacitance type, LCD display and 1602 simulation adjustment module, plete the design of hardware circuit. Through software programming control data downloaded to the singlechip microputer temperature and humidity display, threshold Settings. The design system can realize the function is as follows: through four buttons easily realize the adjustment of the upper limit of temperature and humidity, LCD screen can display the current environmental temperature and humidity in real time. Chip AT24C04 storage limit the maximum temperature and humidity can be permanent when power supply drop. When temperature or humidity transfinite alarm signal light lamp accordingly. Combined with the transistor and relay, the signal can also drive the relay on or cut off the fan rotation. This paper puts forward the design scheme, and discusses the vegetable greenhouses, the basic principle of the temperature and humidity measurement and control circuit. The circuit diagram and program flow chart are given with the active program. Keywords : Sensor； temperature and humidity； MCU； intelligent control 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 III 前 言 目前，隨著蔬菜大棚數(shù)量的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高。特別是為了提高生產(chǎn)效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。傳統(tǒng)的蔬菜大棚只是依靠人工來控制，一般是在棚內(nèi)懸掛溫度計，通過觀察溫度計的實數(shù)，根據(jù)以往的經(jīng)驗來判斷室內(nèi)的溫濕度。而這種方法費時費力，并且有測控精度低、勞動強度大以及測控不及時等弊端，容易造成很大的的損失。這種傳統(tǒng)的方法不但大大增加了成本，浪費了人力物力，而且很難達到 預期的成果。因此為了實現(xiàn)高效科學化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并提高農(nóng)業(yè)研究方向的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)備與相應的農(nóng)業(yè)技術(shù)工程，科學合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度等環(huán)境因素。這就需要研發(fā)價格適中的、自動化程度高，便于管理的自動化控制設(shè)備，提高管理效率，增加蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量。本文所設(shè)計系統(tǒng)是利用價格便宜的一般電子器件來設(shè)計一個參數(shù)精度高、操作便捷、性價比高的應用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的大棚溫濕度測控系統(tǒng)。 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 11 設(shè)計概述 現(xiàn)代社會隨著科學技術(shù)的發(fā)展，尤其是 農(nóng)業(yè)方面，更多技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)，農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究和開發(fā)越來越受到重視。眾所周知，溫室大棚已經(jīng)成為現(xiàn)代高效經(jīng)濟農(nóng)業(yè)的一個重要組成部分。隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的快速發(fā)展，以及計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電子產(chǎn)品的結(jié)合性應用，使得現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展，正走向一種專業(yè)化、自動化的發(fā)展趨勢，這種模式必將是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。 現(xiàn)代化智能控制系統(tǒng)是一種智能化管理大棚內(nèi)部環(huán)境的科學系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要相應的感應設(shè)備來保證其正常運行，智能控制系統(tǒng)就是將科學信息技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)的體現(xiàn)，通過系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，設(shè)定的各種指令，自動化的完成管理工作，不需要大量的人 工操作，是一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要便捷工具。應用電子計算機和自動控制技術(shù)來實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理的自動化，是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要標志。近幾年隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶來了大棚溫室控制與管理技術(shù)方面的一場革命。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、花卉種植、動植物養(yǎng)殖等方面有著廣泛的運用，對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)量與質(zhì)量有著巨大的經(jīng)濟效益與社會效應。 溫室大棚就是建立一個模擬適合植物生長的氣環(huán)境條件，創(chuàng)造一個人工氣象環(huán)境，來減小溫濕度對植物生長的約束。而且溫室大棚能夠擺脫環(huán)境對植物生長的限制，使不同的農(nóng)作物在不適合生長的季節(jié)產(chǎn)出，從而也使得季節(jié)的 變化對農(nóng)作物的生長不再產(chǎn)生過度影響。由于溫室大棚能帶來豐厚的經(jīng)濟效益，所以溫室大棚越來越普及，并且早已成為農(nóng)民增收的主要手段。 現(xiàn)代智能控制系統(tǒng)能夠有效、便捷的對溫室大棚內(nèi)部環(huán)境控制，這種系統(tǒng)控制過程科學管理，可以提高操作的準確性，同時也降低了對農(nóng)民體力勞動的強度。除此之外，它還能準確、定時、高效的進行溫濕度控制與調(diào)節(jié)，可以節(jié)省人力、物力，從而可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。 現(xiàn)代化智能溫室大棚控制系統(tǒng)主要應用于西方先進國家，尤其是美國。然而在我國農(nóng)業(yè)中的使用卻不多，同發(fā)達國家相比，有著較大的差距。國內(nèi)即使有些使用的了 現(xiàn)代化控制系統(tǒng)，但一方面由于缺乏足夠管理經(jīng)驗、技術(shù)，不能創(chuàng)造更多經(jīng)濟效益，另一方面由于它本身價格昂貴，使得不能在國內(nèi)普遍推廣。結(jié)合我國實際情況，只有提高自動控制系統(tǒng)的智能化，使溫室控制系統(tǒng)更加智蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 2能、方便。采用廉價的電子產(chǎn)品使其價格能被廣大農(nóng)民所接受，才能使智能溫室大棚控制系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)中有著廣泛應用。 本文主要是應用 STC89C52 單片機來設(shè)計的絲瓜大棚溫濕度控制系統(tǒng)。絲瓜是喜溫喜光耐熱性的作物。但是在排水不良的情況下，結(jié)瓜少，瓜身短，瓜莖小，產(chǎn)量低。所以在生產(chǎn)上必須選擇適宜絲瓜所適應 的生長環(huán)境條件。絲瓜種子發(fā)芽的適宜溫度為 28～ 30℃ ， 30～ 35℃ 時發(fā)芽迅速，氣溫高于 35℃ 時，生長勢減弱，甚至出現(xiàn)凋萎而影響花蕾和結(jié)實，絲瓜生長發(fā)育的最適宜適宜溫度為 28～ 36℃ 。絲瓜喜濕、怕干旱，在土壤濕度含水量 70%以上的環(huán)境下生長最好，低于 50%時生長緩慢，空氣濕度不應小于 52%，在 75%～ 85%時，生長速度快、結(jié)瓜多，短時間內(nèi)空氣濕度達到飽和時，仍可正常地生長發(fā)育。在瓜類中以絲瓜最耐濕，開花結(jié)果盛期要求溫度更高，在炎熱的夏秋只要不缺水肥，開花結(jié)果就會一直很旺盛。一般在溫濕度適宜，風較小的天氣是最有 利于絲瓜的生長。 絲瓜也有很大的經(jīng)濟價值。絲瓜中含有豐富的 維生素 B1 能防止皮膚老化，維生素 C 能增白皮膚等成分，能夠使皮膚潔白、細嫩。故絲瓜汁有 “美人水 ”之稱。除此之外，還有很大的藥用價值，古籍記載 ，絲瓜具有清熱化痰、行血脈等功效。 此次設(shè)計的溫濕度的控制系統(tǒng)主要包括以下幾個方面 ： 感應環(huán)境溫濕度 ，判斷 溫濕度是否異常；若感應到的溫濕度異常，報警燈發(fā)出報警；同時相應的控制設(shè)備工作，如本次設(shè)計利用繼電器和排風扇組成的控制系統(tǒng)；除濕設(shè)備工作后，單片機系統(tǒng)判斷異常是否處理完畢；以及若異常處理完畢，解除報警。本次設(shè)計就是利用價格便宜的一般電子器件來設(shè)計一個參數(shù)精度高，操作便捷、性價比高的應用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的絲瓜大棚溫濕度測控系統(tǒng)。 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 32 系統(tǒng)設(shè)計思想 在傳統(tǒng)的溫濕度測控系統(tǒng)中 ,往往只是采用模擬技術(shù)進行設(shè)計。傳感器采用熱電阻、熱電偶等模擬器件。溫濕度測控系統(tǒng)還需要額外加補償電路，電路安裝復雜，價格昂貴 ,而且 必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn) 換后才可以被微處理器識別和處理，這樣就可能會出現(xiàn)一