【正文】 本科畢業(yè)論文 題 目 基于單片機(jī)的 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與仿真 學(xué) 院 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 畢業(yè)屆別 2020屆 姓 名 卜紀(jì)清 指導(dǎo)教師 聶志剛 職 稱 講師 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 二 〇 一三年三月 卜紀(jì)清 ： 基于單片機(jī)的智能溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 I 基于單片機(jī)的 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與仿真 卜紀(jì)清 （甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 09 電子信息工程） 摘 要 ： 隨著 農(nóng)業(yè) 技術(shù)的普及， 多功能 農(nóng)田的不斷 普及 ， 多功能農(nóng)田 的溫 濕 度控制便成為一個(gè)十分重要的課題。傳統(tǒng)的 溫濕 度 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)，操作都是在人工情況下進(jìn)行的，耗費(fèi)了大量的人力及 物力。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品培育的品種越來(lái)越多，對(duì)于數(shù)量較多的 農(nóng)田 ，傳統(tǒng)的 溫濕度監(jiān)測(cè) 就顯現(xiàn)出很大的局限性，大型 多功能農(nóng)田 的建設(shè)對(duì) 溫濕度檢測(cè)技術(shù)也提出了越來(lái)越高的要求。 本設(shè)計(jì)以 51 的 單片機(jī)為主控芯片，選用性價(jià)比較高的 DS18B20 為 溫濕度 傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度 和 濕度 的精確測(cè)量和控制，本系統(tǒng)主 要包括時(shí)鐘模塊，復(fù)位模式，鍵盤模塊，溫度測(cè)量模塊，液晶顯示模塊 、聲控報(bào)警電路部分組成了 多功能 農(nóng)田 環(huán)境監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)。 在本設(shè)計(jì)中，用 Protues 仿真硬件電路，以 Keil C51 作為軟件仿真平臺(tái)，聯(lián)合調(diào)試共同完成了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，仿真效果良好。 關(guān)鍵字： 單片機(jī)；溫度；控制；仿真； 多功能農(nóng)田 卜紀(jì)清 ： 基于單片機(jī)的智能溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 II Based on singlechip smart greenhouse temperature control system design and simulation Bu Jiqing (Information Science and Technology, Gansu Agricultural University 09 electronic information engineering) Abstract: With the increasing number of greenhouse technology to the public, greenhouse, greenhouse temperature control has bee a very important issue. Traditional temperature control system, the operations are artificial, spent a lot of manpower and material resources. With the rapid economic development, the continuous improvement of the scale of the industrialization of agriculture, agricultural varieties cultivated in greenhouses more and more, the traditional temperature control measures showed significant limitations for a large number of greenhouses, largescale intelligent greenhouses the construction of the temperature detection technology also raised higher and higher requirements. 51 microcontroller, the design for the main chip, the selection of the higher cost of DS18B20 temperature sensor, accurate temperature measurement and control, the system clock module, reset mode, the keyboard module, temperature measurement module, LCD module , the control module, voice alarm circuit ponents of the plastic greenhouse temperature control system. In this design, Protues simulation hardware circuit to Keil C51 as a software simulation platform for joint missioning together to plete the design of the system, the simulation results. Keywords: SCM。 temperature。 control。 simulation。 greenhouse 卜紀(jì)清 ： 基于單片機(jī)的智能溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 III 目錄 摘 要 ....................................................................... I Abstract ................................................................... II 1 緒論 ...................................................................... 1 多功能農(nóng)田 的簡(jiǎn)單介紹 ................................................. 1 溫度對(duì)植物生長(zhǎng)的影響 ................................................. 1 國(guó)外 多功能農(nóng)田 技術(shù)的發(fā)展 ............................................. 1 國(guó)內(nèi) 多功能農(nóng)田 技術(shù)的發(fā)展 ............................................. 2 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 研究背景 ................................... 3 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì)思路 ................................. 3 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)要求 ................................... 5 2 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) ........................................ 6 單片機(jī) ............................................................... 6 單片機(jī)簡(jiǎn)介 .............................................. 6 單片機(jī)復(fù)位電路 ................................................ 10 時(shí)鐘電路 ...................................................... 10 輸入通道 ............................................................ 10 多功能農(nóng)田 溫度自動(dòng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 溫度傳感器測(cè)溫模塊設(shè)計(jì) .......... 10 多功能農(nóng)田 溫度自動(dòng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 鍵盤電路設(shè)計(jì) ..... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 輸出通 道 ............................................................ 14 多功能農(nóng)田 溫度自動(dòng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 顯示電路設(shè)計(jì) .................... 14 多功能農(nóng)田 溫度自動(dòng) 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .................... 17 3 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) ....................................... 18 單片機(jī)軟件的開發(fā)語(yǔ)言 ................................................ 18 軟件 開發(fā)環(huán)境介紹 .................................................... 18 模塊化設(shè)計(jì)方 法 ...................................................... 19 軟件設(shè)計(jì)方案及流程圖 ................................................ 20 4 多功能農(nóng)田 溫度 環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 仿真與分析 ..................................... 22 仿真軟件 ProteusISIS 介 紹 ............................................ 22 軟硬件結(jié)合調(diào)試 ...................................................... 22 誤差分析 ............................................................ 24 誤差產(chǎn)生的原因 ................................................ 24 減小誤差的方法 ................................................ 24 5 結(jié)論 ..................................................................... 25 參考文獻(xiàn) ................................................................... 26 附錄一 ..................................................................... 27 附錄二 ..................................................................... 28 致謝 ....................................................................... 46 卜紀(jì)清 ： 基于單片機(jī)的智能溫室大棚溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 1 1 緒論 多功能農(nóng)田 的簡(jiǎn)單介紹 多功能農(nóng)田環(huán)保、 綠色、保 濕 （或加 濕 ），用來(lái)栽培 綠色 、環(huán)保 植物的設(shè)施。在 不適宜植物生長(zhǎng)的 季節(jié)，能提供生育期和增加產(chǎn)量，多用于 綠色 蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。 農(nóng)田 的種類多， 農(nóng)田 結(jié)構(gòu)應(yīng) 寬敞平坦 ，但又應(yīng)便于通風(fēng) 灌溉 ?，F(xiàn)代化 農(nóng)田 中具有控制溫濕度、光照等條件的設(shè)備，用電腦自動(dòng)控制創(chuàng)造植物所需的最佳環(huán)境條件 [1]。 環(huán)境 對(duì)植物生長(zhǎng)的影響 農(nóng)作物在生長(zhǎng)過(guò)程中有最適溫度、最低溫度和最高溫度三個(gè)基本溫度 要求 。 作物生長(zhǎng)處 在最高溫度和最低溫度時(shí)，農(nóng)作 的 物生長(zhǎng)發(fā)育 會(huì)在 停止 狀態(tài) ， 生長(zhǎng)在所需要的 最適溫度時(shí)，農(nóng)作物生長(zhǎng)速度 會(huì)達(dá)到 最快。 若超過(guò)生長(zhǎng)所需的 最高溫度 或者低于所需的 最低溫度時(shí)再升高或降低 溫度 ， 對(duì) 農(nóng)作物 的生長(zhǎng)就會(huì)產(chǎn)生 傷害甚至 導(dǎo)致作物死亡 。而且晝夜溫差與積溫在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)作物生長(zhǎng)也有著不可忽視的影響，所以有效控制作物生長(zhǎng)時(shí)所需溫度，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。 多功能農(nóng)田 ，通過(guò)硬件技術(shù)與軟件技術(shù)的結(jié)合對(duì)作物生長(zhǎng)所需溫度進(jìn)行有效控制， 使作物生長(zhǎng) 不受季節(jié)與氣候的影響，高效利用了土地，有效的節(jié)省了勞動(dòng)力和自然資源，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)增收，促進(jìn)了 農(nóng)業(yè) 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 。 國(guó)外 多功能 農(nóng)田 技術(shù)的發(fā)展 西方發(fā)達(dá)國(guó)家在現(xiàn)代 多功能農(nóng)田 測(cè)控技術(shù)方面的發(fā)展起步比較早。 1949年，在工程技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上，美國(guó)建成了第一個(gè)有關(guān)于植物生長(zhǎng) 的人工氣候室，開展了植物對(duì)自然環(huán)境的適應(yīng)性和抗御能力的應(yīng)用研究。在 20世紀(jì) 60年代，生產(chǎn)型的高級(jí) 多功能農(nóng)田 開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。奧地利首先建