【正文】 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目 錄中文 摘要 ....................................................................................................I英文摘要 ...................................................................................................II緒 論 ...................................................................................................11 系統(tǒng)總體方案及傳感器選型 .............................................................3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn) 述 ...............................................................3 系統(tǒng)的工作原理 ...........................................................................3 傳感器的選型 ...............................................................................4 溫度傳感器的選型 .....................................................................4 濕度傳感器的選擇 .....................................................................52 傳感器及其硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................6 溫度傳感器 DS18B20 介紹 ...........................................................6 濕度傳感器 HS1101 介紹 ...........................................................11 硬件電路設(shè)計(jì) .............................................................................16 溫度測(cè)量電路 ..........................................................................16 濕度測(cè)量電路 ..........................................................................163 人機(jī)接口電路 ....................................................................................17 鍵盤部分 .....................................................................................17 顯示部分 .....................................................................................17 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .............................................................................18 RS485 異步半雙工通信總線 ....................................................194 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................20 主程序流程圖 .............................................................................20 按鍵掃描子程序流程圖 .............................................................21 溫度程序流程圖 .........................................................................22 濕度程序流程圖 .........................................................................24結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................25致 謝 ......................................................................................................26參考文獻(xiàn) ..................................................................................................27附錄 1.......................................................................................................28附錄 2.......................................................................................................37基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)I基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)首先給出了基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體方案，描述了溫度傳感器 DS18B20 和濕度傳感器 HS1101 的工作原理；其次，進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)，包括溫度測(cè)量電路、濕度測(cè)量電路、鍵盤與顯示電路以及報(bào)警電路；然后在硬件部分的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了軟件部分的設(shè)計(jì)，包括主程序流程圖、按鍵掃描子程序流程圖和溫濕度程序流程圖，最后運(yùn)用 C 語(yǔ)言對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行了編程。通過(guò)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有性能好、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫濕度的測(cè)量、顯示、調(diào)節(jié)和報(bào)警功能。關(guān)鍵詞 單片機(jī) 溫度傳感器 濕度傳感器 基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)IITHE MONITORING SYSTEM OF THE TEMPERATURE AND HUMIDITY BASED ON SINGLE CHIP MIRCROCOMPUTER ABSTRACTIn this paper, we first present the general scheme of the monitoring system of the temperature and humidity based on single chip microputer, and describe the working principle of the temperature sensor DS18B20 and the humidity sensor HS1101. Secondly, this paper designed the hardware electric circuits which include temperature measurement circuit, humidity measurement circuit, key and display circuit and alarm circuit. Then on this basis, it designed the software, this software part includes main program flow diagrams, the keypress scanning subprogram flow diagrams and temperature and humidity program flow diagrams. Finally, using C language programmed each part of the scheme. Prove through practice the system has the advantage of better performance and convenient operation, and also realized the measurement, display, regulation and alarm function of temperature and humidity.KEY WORDS single chip microputer the temperature sensor the humidity sensor基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3緒 論 溫濕度是衡量溫室大棚的重要指標(biāo),它直接影響到栽培作物的的生長(zhǎng)和產(chǎn)量,為了能給作物提供一個(gè)合適的生長(zhǎng)環(huán)境,首要問(wèn)題是加強(qiáng)溫室內(nèi)的溫濕度的檢測(cè), 傳統(tǒng)的方法是用與濕度表、毛發(fā)濕度表、雙金屬式測(cè)量計(jì)和濕度試紙等測(cè)試器材，通過(guò)人工進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合溫度和濕度要求的庫(kù)房進(jìn)行通風(fēng)、去濕和降溫等工作。這種人工測(cè)試方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低，且測(cè)試的溫度及濕度誤差大，隨機(jī)性大。因此我們需要一種造價(jià)低廉、使用方便且測(cè)量準(zhǔn)確的溫濕度測(cè)量?jī)x。本設(shè)計(jì)即是針對(duì)這一問(wèn)題,設(shè)計(jì)出了能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度自動(dòng)檢測(cè),顯示,上下限報(bào)警等多功能的溫濕度監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。 在傳統(tǒng)的溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,往往采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。溫度傳感器一般采用熱電阻、熱電偶等模擬器件，需要額外加補(bǔ)償電路，安裝復(fù)雜，成本較高。而且必須經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換后才可以被微處理器識(shí)別和處理。這樣就不可避免地遇到諸如引線誤差補(bǔ)償、多點(diǎn)測(cè)量中的切換誤差和信號(hào)調(diào)理電路的誤差等問(wèn)題。而其中某一環(huán)節(jié)處理不當(dāng),就可能造成整個(gè)系統(tǒng)性能的下降。而 DS1820 新型單總線數(shù)字溫度傳感器，采用 3 腳(或 8 腳)封裝，從 DS1820 讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)僅需要一根 I/O 口線，而且測(cè)量精度達(dá)到 12 位，最低精確到小數(shù)點(diǎn)后 4 位有效數(shù)字。用這種智能化數(shù)字式傳感器的優(yōu)勝顯而易見。 現(xiàn)代濕度測(cè)量方案最主要的有兩種：干濕球測(cè)濕法，電子式濕度傳感器測(cè)濕法。下面對(duì)這兩種方案進(jìn)行比較: 干濕球濕度計(jì)的特點(diǎn)：干濕球濕度計(jì)的準(zhǔn)確度只有 5％—7％RH。干濕球測(cè)濕法采用間接測(cè)量方法，通過(guò)測(cè)量干球、濕球的溫度經(jīng)過(guò)計(jì)算得到濕度值，因此對(duì)使用溫度沒(méi)有嚴(yán)格限制，在高溫環(huán)境下測(cè)濕不會(huì)對(duì)傳感器造成損壞。干濕球測(cè)濕法的維護(hù)相當(dāng)簡(jiǎn)單，在實(shí)際使用中，只需定期給濕球加水及更換濕球紗布即可。與電子式濕度傳感器相比，干濕球測(cè)濕法不會(huì)產(chǎn)生老化，精度下降等問(wèn)題。所以干濕球測(cè)濕方法更適合于在高溫及惡劣環(huán)境的場(chǎng)合使用。 電子式濕度傳感器的特點(diǎn)： 電子式濕度傳感器的準(zhǔn)確度可以達(dá)到 2％—3％RH。電子式濕度傳感器的精度水平要結(jié)合其長(zhǎng)期穩(wěn)定性去判斷，一般說(shuō)來(lái)，電子式濕度傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命不如干濕球濕度傳感器。濕度傳感器是采用半導(dǎo)體技術(shù)，因此對(duì)使用的環(huán)境溫度有要求，基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4超過(guò)其規(guī)定的使用溫度將對(duì)傳感器造成損壞。所以電子式濕度傳感器測(cè)濕方法更適合于在潔凈及常溫的場(chǎng)合使用。 系統(tǒng)完成后可以通過(guò)溫度傳感器 DB18B20 和濕度傳感器 HS1101 對(duì)大棚溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)單片機(jī) AT89S51 對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用LED 顯示出當(dāng)前環(huán)境的溫濕度狀況，其中溫度可以有操作人員根據(jù)不同作物所需的最適宜溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)環(huán)境溫度和設(shè)置的最適宜溫度之差大于 3℃時(shí)，報(bào)警裝置即會(huì)啟動(dòng)?；趩纹瑱C(jī)的蔬菜大棚溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)51 系統(tǒng)總體方案及傳感器選型 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)述 該溫濕度測(cè)控系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)組成，由溫度、濕度傳感器，顯示器，鍵盤與報(bào)警電路等組成。通過(guò)對(duì)信號(hào)的采集、分析、處理，然后輸出信號(hào)來(lái)使執(zhí)行部件進(jìn)行動(dòng)作，使溫室大棚達(dá)到所要求指標(biāo)。 系統(tǒng)的工作原理溫濕度測(cè)控系統(tǒng)能完成數(shù)據(jù)采集和處理、顯示、串行通信、輸出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話等多種功能。由數(shù)據(jù)采集及處理、單片機(jī)、控制和人機(jī)接口等 4個(gè)大的部分組成。該測(cè)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)采集（檢測(cè)溫室大棚內(nèi)的溫濕度） 、實(shí)時(shí)處理（對(duì)監(jiān)測(cè)到的溫濕度值進(jìn)行比較分析，決定下一步控制進(jìn)程） 、實(shí)時(shí)控制（根據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出控制指令，指揮被控對(duì)象動(dòng)作）的功能。主要硬件包括溫度傳感器，濕度傳感器，AT89S51 單片機(jī)、數(shù)據(jù)采集電路、 LED 顯示器、發(fā)光二極管、蜂鳴器、鍵盤等。其原理結(jié)構(gòu)圖如圖 11 所示：復(fù)位電路濕度傳