【正文】 ............................................................................... 11 主程序設計 ....................................................................................................... 11 溫度檢測 ........................................................................................................... 13 溫度采集系統設計 ................................................................................... 13 溫度數據處理設計 ................................................................................... 15 馬達的控制 ....................................................................................................... 17 液晶顯示器 LCD1602 顯示設計 .......................................................................... 18 第 4 章 總結 .................................................................................................................. 22 參考文獻 ........................................................................................................................ 23 致謝 ............................................................................................................................... 24 1 第 1章 緒 論 我國南方溫度嚴熱而漫長，只有大力推廣大棚蔬菜的種植來滿足人們日常生活對蔬菜的需要。隨著人們生活水平的日益增長，對蔬菜的要求也較高，對大棚蔬菜 的溫度控制就是一個重要因素。溫度過高，蔬菜就會停止生長或者糜爛 ,所以要 將溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內。如果僅靠人工控制既耗人力， 又容易造成誤差 。 因此，要對大棚溫度進行智能控制，以適應生產需要。 課題研究背景和意義 隨著社會經濟的發(fā)展，設施農業(yè)作為農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個重要途徑，已經越來越受到世界各國的重視。而設施農業(yè)中溫室工程的建設與發(fā)展是都市型現代農業(yè)發(fā)展的重要組成部分，是設施農業(yè)發(fā)展的高級階段。溫室的出現突破了傳統農業(yè)的生產模式，降低了農作物種植受地域、自然環(huán)境、氣候等諸因素的限制，對農業(yè)的發(fā)展具有重要意義。近些年來，研究現代化溫室技術已經成為我國農業(yè)工程技術人員的一個重要課題。 應用自動控制和電子計算機實現農業(yè)生產和管理的 自動化 ，是農業(yè) 現代化的重要標志之一。近年來電子技術和信息技術的飛速發(fā)展，帶來了溫室控制與管理技術方面的一場革命，隨著“設施農業(yè)”、“虛擬農業(yè)”等新名稱的出現。溫度計算機控制與管理系統正在不斷吸收自動控制和信息管理領域的理論和方法，結合溫室作物種植的特點，不斷創(chuàng)新，逐步完善，從而使溫室種植業(yè)實現真正意義上的現代化，產業(yè)化。 國內外溫度控制 系統的發(fā)展狀況 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是工 農 業(yè)生產和日常生活中經常測量的物 理量，也是人類研究最早測量方法最多的物理量之一。因此，溫度控制系統應用領域廣，使用數量多 。 國外溫度控制系統的發(fā)展狀況 國 外溫度控制技術的發(fā)展最早可以追溯到上個世紀的 40 年代，但將計算機用于環(huán)境控制則開始于 20 世紀 60 年代。 20世紀 80年 代初誕生了第一批溫室控制計算機，此后溫度計算機控制及管理技術便首 先在發(fā)達國家得到廣泛應用，后來各發(fā)展中國家也都紛紛引進，開發(fā)出適合自己的系統。這在給各國帶來了巨大的經濟效益的同時，也極大地推動了各國農業(yè)的現代化進程。 國外對溫度控制技術研究較早，先是采用模擬式的組合儀表，采集現場信息并進行指示、記錄和控制；2 后來出現了分布式控制系統；目前正開發(fā)和研制計算機數據采集控制系統的多因子綜合控制系統。現在世界各國的溫度測控技術發(fā)展很快，一些國家在實現自動化的基礎上正向著智能化的方向發(fā)展。 設施農業(yè)是世界各國用以提供新鮮農產品、彌補季節(jié)性農產品短缺的主要技術措施。目前，荷蘭、以色列、美國、日本等設施農業(yè)發(fā)達的國家，在設施農業(yè)環(huán)境調控、肥水管理、品種選育等方面進行了全面深入的研究，具有技術成套、設施設備完善、生產比較規(guī)范，產量穩(wěn)定、質量保證性強等特點，可以根據動植物生長的最適宜生態(tài)條件，在現代化設施農業(yè)內進行四季恒定的環(huán)境 自動控制，而不受氣候條件的影響，實現了周年生產、均衡上市，并向高度自動化、智能化和網絡化方向發(fā)展，形成較為完整的擺脫自然的全新設施農業(yè)技術體系。荷蘭玻璃溫室在世界上數量最多，設施也最先進，集成化工業(yè)技術在設施農業(yè)中被廣泛應用，計算機可對設施內溫、光、水、氣、肥等環(huán)境因子進行全面自動監(jiān)測與調控。以色列在溫室設備材料、種植技術及養(yǎng)殖品種方面堪稱世界一流，在設施灌溉技術方面居世界領先地位。美國的溫室多為連棟溫室，其高壓霧化降溫、加濕系統及濕簾降溫系統世界領先。日本是世界上果樹設施栽培面積最大、技術最先進的國家，也 是世界上最先采用工業(yè)成套設備從事魚類養(yǎng)殖的國家之一，其先進的溫室配套設施和綜合環(huán)境調控技術居世界先進行列，通過計算機可將溫度、濕度、二氧化碳濃度、肥料等控制在最適合植物生長發(fā)育的水平上，產后清選、分級、包裝、預冷等作業(yè)自動化或半自動化程度較高。國外設施農業(yè)以高投入、高產出、高效益及可持續(xù)發(fā)展為特征，且以傳統農業(yè)前所未有的高生產率創(chuàng)造高的經濟效益。 目前，發(fā)達國家研究的總體趨勢是實現設施內部環(huán)境因素 (如溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度等 )的調控由過去單因素控制向利用環(huán)境計算機進行多因子動態(tài)控制的發(fā)展；溫室環(huán)境 控制和作物栽培管理向智能化、網絡化方向發(fā)展，而且溫室產業(yè)向節(jié)約能源、低成本的地區(qū)轉移，節(jié)能技術成為研究的重點。 國內溫度控制系統的發(fā)展狀況 我國對于溫度測控技術的研究較晚，始于 20 世紀 80 年代。我國工程技術人員在吸收發(fā)達國家溫度測控技術的基礎上，才掌握了溫度室內微機控制技術，該技術僅限于對溫度的單項環(huán)境因子的控制。我國溫度測控設施計算機應用，在總體上正從消化吸收、簡單應用階段向實用化、綜合性應用階段過渡和發(fā)展。在技術上，以單片機控制的3 單參數單回路系統居多，尚無真正意義上的多參數綜合控制系統，與發(fā) 達國家相比，存在較大差距。我國溫度測量控制現狀還遠遠沒有達到工廠化的程度，生產實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。 自 20世紀 70年代以來，我國溫室生產已經有了很大的進步，但這些溫室都是在充分利用高產栽培技術和屏障技術的基礎上發(fā)展起來的，其經濟效益很難再有大的提高。要改變這種狀況，將現代單片機技術引入農業(yè)溫室，實現農業(yè)溫室的自動控制，是最有效的途徑之一。溫室自動化主要體現在溫室內環(huán)境的監(jiān)控上，環(huán)境控制是農業(yè)現代化的重要標志，因此對溫室環(huán)境進行自動檢測進而實現自動控制是非常必要的。完整的環(huán)境控制系統包括控制器（控制軟件）、傳感器、和執(zhí)行機構。溫室可以不受地點和氣候的影響，設臵在氣候惡劣的各種地區(qū)。它能有效地改善農業(yè)生態(tài)、生 產條件，促進農業(yè)資源的合理開發(fā)利用，提高土地利用率、作業(yè)精度、勞動生產率和社會、經濟效益。因此，自動控制溫室在世界范圍內得到了廣泛的、迅速的應用和發(fā)展。目前國內雖然對溫室控制和溫室管理進行了一定的研究和實驗，但真正適合我國的溫室控制系統卻很少。因此如何在消化吸收國外先進技術的基礎上，結合我國的不同地區(qū)、不同氣候的特點，進行再創(chuàng)造，開發(fā)出適合國情、面向整套溫室栽培環(huán)境、價格低廉的微機或單片機控制系統，是我國當今溫室生產與控制中一項亟待解決的問題 。 課題研究的主要內容 課題是基于單片機的溫度智能控制系統的設計，本設計根據目前國內外溫度智能控制系統的發(fā)展狀況對蔬菜大棚的溫度控制進行研究。 系統以 AT89C52 單片機為基礎 ,首先采用數字溫度傳感器對溫度進行采集 ，經過處理將溫度數據傳輸給單片機 并且通過 LCD 顯示屏顯示當前溫度值 。 當采集到的溫度高于系統設定值，馬達將帶動風扇的轉動，從而降低大棚內溫度，實現自動控制大棚里的溫度。 根據整個構思設計出系統電路原理圖，然后進行系統主程序及模塊子程序的編寫，以此實現各個功能，進而達到控制溫度的效果。 4 第 2 章 系統理論基礎及構建 本系統通過單片機 AT89C52控制 ,用 DS18B20數字溫度傳感器 采集溫度。通過 LCD1602 液晶顯示屏顯示當前溫度，當檢測 到溫度高于系統設定溫度值，馬達將帶動風扇的轉動，實現自動控制降 大棚里的溫度。本系統由以下幾個部分組成： AT89C52 單片機最小系統，溫度檢測電路，顯示電路，馬達。組成圖如圖 21。 圖 21 溫度自動控制主要組成部分 AT89C52單片機：它是系統的中央處理器，擔負著系統的控制和運算。溫度檢測裝臵： DS18B20數字溫度計對大棚內溫度進行采集，將溫度轉換成數字。顯示設備：主要是用于顯示檢測到的大棚溫度。馬達：主要用于帶動風扇的轉動。按鍵電路：設臵系統時間和參考溫度值。 DS18B20定義端口為 , P0 口控制液晶 LCD1602 的顯示，馬達控制端口 定義為 口 。首先對溫度采集，將采集到的溫度轉換 為數字 信號 ， 輸送到單片機進行處理，經處理后 的 信號 由 LCD 液晶顯示屏顯示，同時 與系統設定溫度值進行比較，從而控制 口 的電平輸出 。 AT89C52 的工作原理 CPU 的結構 CPU 是單片機內部的核心部分，是單片機的指揮和執(zhí)行機構，它決定了單片機的主要功能特性。從功能上看， CPU 包括兩個基本部分：控制器和運算器 [1]。 CPU 的 I/O口結構 AT89C52單片機有 4 個 8 位并行 I/O 接口，記作 P0、 P P2 和P3，每個端口都是 8位準雙向口，共占 32 根引腳。每一條 I/O線都能獨立地用作輸入或輸出。每個端口都包括一個鎖存器，一個輸出驅動器和輸入緩沖器，作輸出時數據可以鎖存，作輸入時數據可以緩沖，溫度檢測 裝置 AT89C52 顯示設備 馬達控制 復位電路 電源 電路 5 但是這四個通道的功能完全不同。 在無片外擴展存儲器的系統中，這四個端口的每一位都可以作為準雙向 I/O 端口使用，在具有片外擴展存儲器系統中， P2 口送出高8 位地址， P0 口為雙向總線，分時送出低 8 位地址和數據的輸入 /輸出。 程序和數據 存儲器 程序存儲器用于存放編好的程序和表格常數，通常該區(qū)域具有不