【正文】 Computers． 2020，24（ 6） 570－ 580。 [8] 王學武 ， 王冬青 ， 陳程 ， 顧幸生 ， 孫自 強 ， 基于混沌 RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡的氣化爐溫度軟測量系統(tǒng) 2020(5) .冀捐灶 .楊寶強 基于 AT89C2051的溫濕度控制儀 ， 2020(1)。 [12] 張志利 .蔡偉 ， 基于 AD590 的溫度測控裝置研制 ， 2020(2)。 [16] 董巍巍，李釗，李建軍，李冰，彭黎明 .基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計 [J].計算機與網(wǎng)絡， 2020 (12) 在本論文初期，我對設計進度進行了具體的按排，如下表所示： 表 1 進度安排表 設計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 資料搜集、整理分析，提出研究技術路線（開題報告） — . 2 方案的比較和論證 — 3 系統(tǒng)開發(fā) 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 III 4 系統(tǒng)調試、完善 5 撰寫開發(fā)報告、答辯 — 蔬菜大棚智能數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計 摘要 本文的蔬菜大棚智能 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng) ， 通過對農(nóng)村蔬菜大棚的實地考察和綜合分析 ， 結合農(nóng)村的生產(chǎn)力條件和經(jīng)濟發(fā)展情況 ， 本著務實、夠用、功能實現(xiàn)完全的原則 ， 采用 STC89C52 單片 機的串口擴展 功能， 搭建了一個智能數(shù)據(jù)采集平臺 ， 用于檢測蔬菜大棚的 溫濕度、光照度 數(shù)據(jù) ， 同時在顯示屏上顯示 數(shù)據(jù)，并且實現(xiàn)報警和報警值設置的功能， 既滿足了菜農(nóng)的需求 ， 又節(jié)約了成本，力求本系統(tǒng)應用到實際中。環(huán)境中晝夜的溫濕度、光照度變化大，其對 蔬菜 生長極為不利。 國內外現(xiàn)狀 國內外總體發(fā)展狀況 從國內外 蔬菜 大棚控制技術的發(fā)展狀況來看，控制技術大致經(jīng)歷三個發(fā)展階段 ：手動控制，自動化控制，智能化控制。種植者采用手動控制方式，對于作物生長狀況的反應是最直接、最迅速且是最有效的，它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。通過改變溫室大棚環(huán)境設定目標值，可以自動地進行環(huán)境氣候調節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時做出反應利康搬家公司電話，難以介入作物生長的內在規(guī)律。由此可見，溫室大棚環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室大棚綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的信息自動采集及智能控制趨勢發(fā)展。環(huán)境控制計算機主要用來對蔬菜大棚環(huán)境進行監(jiān)測和控制。目前，荷蘭自動化智能玻璃蔬菜大棚制造水平處于世界先進水平，荷蘭開發(fā)的蔬菜大棚計算機控制系統(tǒng)是通過人機交互界面進行參數(shù)設置和必要的信息顯示，可繪制出設定參數(shù)曲線、修正值曲線以及測量的數(shù)據(jù)曲線，可以從數(shù)據(jù)庫內調出設定 的時間段內參數(shù)以便于必要的數(shù)據(jù)查詢，并能直接對計算機串行口進行操作，完成上位機與下位機之間的通信。控制要求能在遠離蔬菜大棚的計算機控制室就能完成，即遠程控制。 80 年代末出現(xiàn)了遍布式控制系統(tǒng)。 20 世紀 90 年代初期，中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)氣象研究所和作物花卉研究所，研制開發(fā)了 蔬菜大棚控制與管理系統(tǒng)，并開發(fā)了基于 Windows 操作系統(tǒng)的控制軟件； 90年代中后期，江蘇理工大學毛罕平等人研制開發(fā)了蔬菜大棚軟硬件控制系統(tǒng)，能對溫度、光照、 CO2 、濕度等進行綜合控制，是目前 太原工業(yè)學院畢業(yè) 設計 4 國產(chǎn)化蔬菜大棚計算機控制系統(tǒng)較為典型的研究成果。中科院合肥智能機械研究所研制了“農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 — DET 系列軟件”和智能蔬菜自動控制系統(tǒng)，能夠有效地提高作物產(chǎn)量、縮短生長期、減小人工操作的盲目性。 我國蔬菜大棚存在的問題 (1)科技含量和總體發(fā)展水平較低。這樣降低了生產(chǎn)管理的效率。 (4)缺少基于農(nóng)業(yè)專家知識的上位機管理系統(tǒng)。但沒有形成國家統(tǒng)一的標準和工廠系列的產(chǎn)品，且應用率僅占設施栽培面積的 10％，而絕大部分由農(nóng)民自行建造的塑料日光蔬菜也只能 起到一定的保溫作用，根本不能實現(xiàn)對溫度、濕度、光照等環(huán)境因子的調控。本系統(tǒng)要能對 溫濕度、光照度進行實時 采集 ， 采集 到的數(shù)據(jù)傳入 單片機中， 通過單片機對采集到的數(shù)據(jù)進行處理 ， 處理過的數(shù)據(jù)通過單片機接口送達 顯示模塊 顯示 ，當數(shù)據(jù)超出系統(tǒng)設定的報警值時，系統(tǒng)會進行報警，要能通過按鍵調整 報警 上限值。 蒸騰作用的目的就是通過把水分從 蔬菜 的葉子中蒸發(fā)出來 ， 蒸騰在蒸騰的過程中 ， 能增加空氣的濕度 ， 所以植被繁茂的地方一般來說對氣候和空氣起著積極的調節(jié)作用 ， 但是反過來 ， 空氣的濕度同樣影響著 蔬菜 蒸騰作用是否能順利進行 ， 濕度過高 ， 使得蒸騰作用減弱 ，蔬菜 體內養(yǎng)分供給不 足 ，蔬菜體會變得發(fā)黃脆弱 ， 缺乏營養(yǎng) 。 （ 1） 對溫度的要求 番茄是喜溫性蔬菜，在正常條件下，同化作 用最適宜的溫度為 20～ 25℃，溫度低于 15℃，不能開花或授粉受精不良，導致落花等生殖生長障礙。種子發(fā)芽的適宜溫度為25～ 30℃，最低 12℃。 由此可得結論：番茄最是生長溫度為 20～ 30℃ 。發(fā)芽期不需要光照，有光反而抑制種子發(fā) 芽，降低種子的發(fā)芽率，延長種子發(fā)芽時間。反之在弱光下坐果率 太原工業(yè)學院畢業(yè) 設計 8 降低，單果重下降，產(chǎn)量低，還容易產(chǎn)生空洞果和筋腐果。不同生長時期對水分需求不同。當外界夜溫不低于 15℃時，可晝夜通風，棚溫過高還會使番茄紅素氧化分解，影響果實著色 。 （ 2）實現(xiàn) 蔬菜大棚內溫濕度、光照度的采集。 溫濕度 傳感器的選擇 溫濕度傳感器介紹 溫濕度傳感器就是能夠感知和測量環(huán)境中某點溫度和濕度的一種敏感元器件，它將環(huán)境中的溫度、濕度或者與其相關的參量的信息轉換成電信號，根據(jù)這些電信號的強弱便可獲得被監(jiān)測點在環(huán)境中的溫度、濕度信息從而可以進行太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 9 檢測、監(jiān)控、報警；還可以通過接口電路與計算機組成自動檢測、監(jiān)控、報警系統(tǒng)。 （ 2）邏輯輸出型 溫濕度 傳感器 邏輯輸出型 溫濕度 傳感器判斷溫度、濕度是否超出了一個設定范圍，一旦溫濕度超出所規(guī)定的范圍，則發(fā)出報警信號 。 例如： DHT1HTG383X 系列、 SHTII 等，該類溫濕度傳感器應用范圍較廣， 車行業(yè)、樓宇控制 、暖通空調、電力機房、 農(nóng)業(yè) 、 工業(yè)、 醫(yī)藥業(yè) 等領域。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件并與一個高性能 8 位單片機相連接。 2℃ ⑤工作電壓： DC5V/ ⑥數(shù)字信號輸出 ⑦數(shù)據(jù)端口帶上拉電阻 ⑧帶 3mm 固定螺絲孔，方便安裝 光照傳感器選擇 光照傳感器介紹 光照傳感器就是能夠感知和測量環(huán)境中某點光照強度的一種敏感元器件，它將環(huán)境中的光照或者與其相關的參量的信息轉換成電信號，根據(jù)這些電信號太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 11 的強弱便可獲得被監(jiān)測點在環(huán)境中的光照度信息從而可以進行檢測、監(jiān)控、報警；還可以通過接口電路與計算機組成自動檢測、監(jiān)控、報 警系統(tǒng)。 （ 2） 集成光照傳感器 集成光照傳感器可以根據(jù)光線強度來調整亮度，分辨率較高，測量范圍大。 光照傳感器 BH1750fvi 簡介 （ 1）產(chǎn)品介紹 BH1750fvi 是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電路。 。 。 lx 到 100000 lx 馬克斯 /分鐘的范圍。 （ 3）最大額定參數(shù) 表二 BH1750fvi額定參數(shù) 參數(shù) 符號 額定值 單位 電源電壓 Vmax V 運行溫度 Topr 40~5 ℃ 儲存溫度 Tstg 40~100 ℃ 反向電流 Imax 7 mA 功率損耗 Pd 260 mW （ 4） BH1750fvi 框圖 圖 BH1750fvi框圖 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 13 （ 5）框圖描述 ① PD 接近人眼反應的光敏二極管。該時鐘為內部邏輯時鐘。 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。 早期的單片機都是 8 位或 4位的。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。目前，高端的 32 位單片機主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至 1美元，最高端的型號也只有 10美元。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。一個不是很復雜的功能要是用美國 50年代開發(fā)的74系列，或者 60年代的 CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大 PCB 板！但是如果要是用美國 70 年代成功投放市場的系列單片機，結果就會有天壤之別！只因為單片機的通過你編寫的程序可以實現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的 軟件還是最低級匯編語言，它是除了二進制機器碼以上最低級的語言了，既然這么低級為什么還要用呢？很多高級的語言已經(jīng)達到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機沒有家用計算機那樣的 CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲設備。 可以說，二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領域已十分廣泛 ，如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。 單片機的硬件特性 ： 單片機集成度高； 系統(tǒng)結構簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化； 單片機可靠性高，可長時間無故障工作 處理功能強，速度快。 （ 2） 硬件結構簡單，具有防腐的可編程多路復用 I/O 引腳，可以實現(xiàn)對傳感器、打印接口的變成功能。 2）具有較強的中斷處理能力。 LED 數(shù)碼管可均勻排布形成大面積顯示區(qū)域，可顯示圖案及文字 。共陰和共陽極數(shù)碼管，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已，顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。雖然 LED 數(shù)碼管能在低電壓、小電流條件下驅動發(fā)光，高頻特性好，單色性好，亮 度高等特點，而且其程序的編寫較容易，但是其顯示信息有限，只能顯示數(shù)字信息，若采用 LED數(shù)碼管顯示則需要兩片四位的 LED 數(shù)碼管，從而需要更多的 I/O 口來進行控制。 系統(tǒng)硬件設計的原理框圖如圖： 圖 系統(tǒng)總體方框圖 溫濕度采集電路 DHT11串行通信說明（單線雙向） （ 1） 單總線說明 DHT11 器件采用簡化的單總線通信。 （ 2） 單總線傳送數(shù)據(jù)位定義 DATA 用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步 ， 采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次傳送 40 位數(shù)據(jù)，高位先出。 5K MCU STC89C52 DHT11 VCC VCC GND 1Pio 4Pio 2Pio 太原工業(yè)學院畢業(yè)設計 21 此連接電路需注意事項 : 20米時用 上拉電阻，大于 20米時根據(jù)實際情況降低上拉電阻的阻值。 主控器通過 IIC 接口向 BHl750 發(fā)送各種控制命令以及讀取測量數(shù)據(jù) 。 20米時用 上拉電阻，大于 20米時根據(jù)實際情況降低上拉電阻的阻值。 按鍵按下的時候為什么會復位？在單片機啟動 ，電容 C兩端的電壓持續(xù)充電為 5V，這是時候 10K電阻兩端的 電壓接近于 0V， RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。單片機系統(tǒng)自動復位。這個放大器構成了片內振蕩器。 本系統(tǒng)采用晶振鐘電路。 顯示電路 本數(shù)據(jù)采集系