【正文】 題 目 農(nóng)業(yè)溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)控系統(tǒng)設計 學生姓名 靳斌 學號 1113014165 所在學院 陜西理工學院 專業(yè)班級 電子 1105班 指導教師 梁芳 完成地點 物理與電信工程學院實驗室 20xx 年 5 月 29 日 I 農(nóng)業(yè)溫室大棚參數(shù)無線監(jiān)控系統(tǒng)設計 作者：靳斌 （陜西理工學院 物 理與電信工程學院 電子信息工程專業(yè) 11 級 5 班，陜西 723000） 指導老師：梁芳 [摘要 ]： 文中敘述了以 89C51 實現(xiàn)農(nóng)業(yè)溫室大棚溫濕度無線監(jiān)控系統(tǒng)設計方案，該方案以 89C51 控制為核心，通過獲取溫濕度傳感器 DTH11 的數(shù)據(jù)，得到農(nóng)業(yè)大棚的實際環(huán)境數(shù)據(jù)并顯示。同時將數(shù)據(jù)通過 nRF2401 傳送到終端。 檢測的數(shù)值會和之前設置的標準溫濕度范圍進行比較，判斷是否在這范圍內(nèi)，倘若不在這個標準的范圍內(nèi)，系統(tǒng)就會對此結(jié)果執(zhí)行相應的報警程序。 通過測試之后基本實現(xiàn)了所有功能。 [關鍵詞 ]AT89C52； DTH11； 1602LCD； II Design and Research of Greenhouse Environmental Monitoring System Based on Single Chip Microputer Author:jinbin (Grade 11,Class 05,Major in Electronics amp。 Information engineering ,Physics amp。 Telemunications engineering Dept., Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: Liang Fang Abstract: This paper described the 89C51 to realize agricultural greenhouse temperature and humidity wireless monitoring system design scheme, the scheme uses the 89C51 control as the core, through the acquisition of temperature and humidity sensor dth11 data obtained for agricultural greenhouse environment data and display. At the same time, the data is transmitted to the terminal by nRF2401. Numerical testing before and set the standard temperature and humidity range are pared, to determine whether within the scope of this, if not within the scope of this standard, the system will in this regard the implementation of the oute of the corresponding alarm the test basically achieved all the functions. Key Words： AT89C52； DTH11； 1602LCD； III 目 錄 1 引言 ............................................... 1 課題背景 ....................................... 1 立題的目的及意義 ............................... 1 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ...................... 1 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 ............................. 2 2 系統(tǒng)總體設計 ....................................... 3 系統(tǒng)功能設計 ................................... 3 系統(tǒng)的組成 ..................................... 3 系統(tǒng)工作原理 ................................... 3 3 系統(tǒng)硬件設計 ....................................... 5 單片機系統(tǒng)設計 ................................. 5 溫濕度傳感器設計 ............................... 8 無線模塊設計 .................................. 10 液晶顯示裝置設計 .............................. 14 報警系統(tǒng)設計 .................................. 15 4 系統(tǒng)軟件設計 ...................................... 17 系統(tǒng)初始化模塊 ................................ 17 數(shù)據(jù)采集模塊 .................................. 18 無線模塊 ...................................... 19 顯示模塊 ...................................... 20 報警模塊 ...................................... 22 5 硬件調(diào)試 .......................................... 23 結(jié)論 ................................................. 25 致謝 ................................................. 26 參考文獻 ............................................. 27 附錄 A ............................................... 28 IV 附錄 B ............................................... 33陜西理工學院畢業(yè)設計 第 1 頁 共 48 頁 1 引言 課題背景 改革開放以后，我國的經(jīng)濟水平在快速的發(fā)展，我 國的社會地位在不斷的進步，生活質(zhì)量水平的好壞相對很多人來說也變得至關重要。如何在一年四季都能種植和培養(yǎng)出優(yōu)質(zhì)新鮮的蔬菜，一直是人們研究的課題方向。而基于單片機的溫室大棚環(huán)境參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)對解決這些問題有著非常重大的意義 [1]。 溫室大棚一直都用于植物種植和培育中，但這需要有一套科學的和先進的管理方法才能更好的運用好溫室栽培這一高效技術，這樣就可用它來監(jiān)控植物在各個時間段所需要的溫度和濕度等一系列環(huán)境參數(shù) [2]。把溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)用在溫室大棚中，是將單片機的相關應用具體化和實際化了，體現(xiàn)了單片機的一種實際意義，這 種應用隨著溫室大棚的發(fā)展將會十分廣泛，它代表了一種智能監(jiān)控的方法。 立題的目的及意義 AT89C52 單片機是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機電一體化等方面取得了令人矚目的成果，用其作為溫濕度控制系統(tǒng)的實例也很多。使用 AT89C52 單片機能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動控制，而且 AT89C52 單片機易于學習、掌握，性價比 較 高 的 。 使用 AT89C52 單片機設計溫濕度控制系統(tǒng)，可以 精確 、 及時 的反映室內(nèi)的 溫濕度 的變化。完成 比如 升溫 直 到 設定 溫度、降溫 直 到 設定的 溫度、在 設定 溫度 的 上下限范圍內(nèi)保持恒溫 和 多種控制方式 并存 ，在濕 度和溫 度控制 的 方面也是 一樣的 [3]。將此 溫濕度控制 系統(tǒng)應用到 農(nóng)業(yè) 溫室中 必然會 為植 物 的 成 長提供了 更好的 適宜的環(huán)境。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 美國是將計算機應用于大棚和管理最早，最多的國家之一。美國開發(fā)的大棚計算機控制與管理系統(tǒng)可以根據(jù)作物的特點和生長所需要的條件，對大棚內(nèi)的光照，溫度，濕度等諸多因素進行自動控制。這種自動控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需的環(huán)境的目標參數(shù)，計算機根據(jù)傳感器的實際測量值與事先設定的目標進行比較，以決定大棚溫濕度的控制過程，按照相應的機構(gòu)進 行加熱，降溫或者是澆水，通風等 [4]。目前，我國絕大部分自主開發(fā)的大棚溫濕度控制或者進口的國外設備都屬于這種系統(tǒng)。 雖然這種自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化，適合規(guī)?；a(chǎn)，提高了勞動生產(chǎn)率，通過改變大棚溫濕度的設定目標，可以自動的對大棚內(nèi)溫濕度進行調(diào)節(jié)，但是這種調(diào)節(jié)對作物的生長來說還是相對滯后的，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律。所以在這種自動控制系統(tǒng)和實踐的基礎上，溫濕度自動控制向著適合不同作物生長的智能化控制發(fā)展。 國外大棚業(yè)正致力于高科技發(fā)展，遙測技術，網(wǎng)絡技術 [5]，控制局域網(wǎng)已逐漸應用于大棚的管理和控制中，近 幾年各國溫度控制技術提出建立大棚行業(yè)標準，朝著網(wǎng)絡化，大眾化，大規(guī)模，無人化的方向發(fā)展的思路 [6]。 目前國內(nèi)外的溫濕度檢測使用的溫濕度檢測元件種類繁多、應用范圍也較廣泛加之單片機和大規(guī)模集成電路技術的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。基于單機片的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)的設計研究較少。隨著經(jīng)濟和社會的不斷發(fā)展，人們對自己的生活環(huán)境要求越來越高。特別在溫室大棚中，對溫濕度要求更為嚴格?；趩纹瑱C的溫室溫濕度控制統(tǒng)設計，將對環(huán)境的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)做詳細的設計與實現(xiàn)。 本系統(tǒng)主要研究內(nèi)容 本系統(tǒng)主要完成的任務： 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 2 頁 共 48 頁 1. 進行溫濕度控制系統(tǒng)的整體研究與設計。 2. 利用數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 測量大棚內(nèi)的溫濕度。 3. 通過采集溫度及濕度值，準確的判斷標準值與當前值之間的差異，及時的啟動報警裝置（包括警報燈的提示功能等）進行報警，并采取相應的方案。 4. 利用 LCD 對溫濕度進行實時顯示。 5. 利用 NRF24L01 無線模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的 近 距離傳 輸。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 3 頁 共 48 頁 2 系統(tǒng)總體設計 系統(tǒng)功能設計 1. 溫濕度監(jiān)控：實現(xiàn)對溫室大棚溫濕度參數(shù)的實時采 集，測量空間的溫度和濕度，由單片機對采集的溫濕度值進行循環(huán)檢測、數(shù)據(jù)處理、顯示，實現(xiàn)溫濕度的智能檢測。 2. 控制處理：當溫濕度越限時 指示燈亮起 ，并根據(jù)報警信號提示采取一定手段控制。 3. 無線傳輸：用溫濕度傳感器將測量的溫濕度數(shù)據(jù)通過無線模塊進行傳輸。 系統(tǒng)的組成 以單片機為控制核心，采用溫濕度測量技術，通信技術，控制技術等技術，以溫濕度傳感器作為測量元件，構(gòu)成智能溫濕度測量控制系統(tǒng)?？煞譃闇貪穸葴y量電路，顯示電路，報警電路，無線模塊，圖 選用的主要器件有：單片機 AT89C52，溫濕 度傳感器 DHT11， 1602LCD顯示模塊， LED 燈， NRF2401 無線模塊等。 圖 系統(tǒng)組成 系統(tǒng)工作原理 本系統(tǒng)以單片機 AT89C52 為核心，數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、報警都要通過單片機。數(shù)據(jù)采集通過單總線的智能數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11 完成；通過單片機把采集的數(shù)據(jù)顯示在 LCD 上；當采集的數(shù)據(jù)超出給定范圍時，有 LED 燈 實時報警，并將數(shù)據(jù)通過 NRF2401 無線傳輸給另一個單片