【正文】 社會(huì)中的溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面也應(yīng)用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應(yīng)用中，如高精度的生產(chǎn)廠房，對溫度的要求極其嚴(yán)格，溫度的變化極有可能對生產(chǎn)的產(chǎn)品造成極大的影響。 自20世紀(jì)70年代以來，國外設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家在溫室環(huán)境配套工程技術(shù)方面也進(jìn)行了大量研究，并取得了一些技術(shù)成果。羅馬的哲學(xué)家塞內(nèi)卡(Seneca，公元前3年至公元69年)記載了應(yīng)用云母片作覆蓋物生產(chǎn)早熟黃瓜。隨著近年來國家相關(guān)科研項(xiàng)目的啟動(dòng)，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)有了較快發(fā)展，設(shè)施面積和設(shè)施水平不斷提高。因此，為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜，水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)、高效益的重要環(huán)節(jié)。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。 課題簡介　　中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。將此系統(tǒng)應(yīng)用到溫室當(dāng)中無疑為植被的生長提供了更加適宜的環(huán)境。8051單片機(jī)是常用于控制的芯片，在智能儀器儀表、工業(yè)檢測控制、機(jī)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(shí)例也很多。 10 設(shè)計(jì)的目標(biāo) 11第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)溫濕度控制器設(shè)計(jì)報(bào)告 12 12 12 12 13 14 16 18 18 19 19 19 27 USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動(dòng)安裝 27 28 30第四章 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì) 31 31 31 31 實(shí)施措施 32 32主機(jī)與主要部件的選擇： 32 33 33 33 34 35 系統(tǒng)硬件配置 35 主要組件簡介 36第五章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 系統(tǒng)初始化模塊 40 40 40 40 41 41 42第六章 各種元件的介紹 47 DHT11 47 DHT11產(chǎn)品概述 47 50 (單線雙向) 50 測量分辨率 52 52 53 1602LCD介紹 60 60 程序流程圖 71 75 75 76 77 78 81 81 83致 謝 84參考文獻(xiàn) 85附錄A：使用說明 86附錄B:程序清單 87焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 90 頁 共 90 頁第一章 引 言　　改革開放以來，人們對生活質(zhì)量要求顯著提高，對美麗的植被和花卉的需求量也急劇上升，這對以種植植被為生計(jì)的園林工人是一個(gè)機(jī)遇，同時(shí)也對傳統(tǒng)的手工植被種植是一個(gè)挑戰(zhàn)，而基于單片機(jī)的溫濕度控制系統(tǒng)對解決這些問題有著非常重大的意義。焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 農(nóng)業(yè)大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘 要 1ABSTRACT 2第一章 引 言 6 問題的提出 6 課題簡介 7第二章 研究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)目標(biāo) 8 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8 8 9前種植植被一般都用溫室栽培，為了充分的利用好溫室栽培這一高效技術(shù)，就必需有一套科學(xué)的，先進(jìn)的管理方法，用以對不同種類植被生長的各個(gè)時(shí)期所需的溫度及濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。使用8051單片機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)溫濕度全程的自動(dòng)控制，而且8051單片機(jī)易于學(xué)習(xí)、掌握，性價(jià)比高。 問題的提出目前我國大多數(shù)農(nóng)業(yè)大棚對溫度、濕度的檢測與控制采用人工管理，控制精度低且不及時(shí)，容易造成農(nóng)作物損失，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，既增加了生產(chǎn)成本，浪費(fèi)了人力資源，又很難達(dá)到較好的控制效果?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行檢測和控制。大棚內(nèi)的溫度和濕度參數(shù)，直接關(guān)系到蔬菜和水果的生長。第二章 研究現(xiàn)狀及設(shè)計(jì)目標(biāo) 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 至20世紀(jì)60年代，中國的設(shè)施農(nóng)業(yè)始終徘徊在小規(guī)模、低水平、發(fā)展速度緩慢的狀態(tài)，70年代初期地膜覆蓋技術(shù)引入中國，對保溫保墑起到一定的作用。近代溫室的發(fā)展經(jīng)歷了改良型日光溫室、大型玻璃溫室和現(xiàn)代化溫室三個(gè)階段，但由于各地區(qū)生產(chǎn)狀況、經(jīng)濟(jì)條件和利用目的的差異，至今各階段不同類型的溫室依然并存。20世紀(jì)70年代以來，西方發(fā)達(dá)國家在設(shè)施農(nóng)業(yè)上的投入和補(bǔ)貼較多，設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。以荷蘭為代表的歐美國家設(shè)施園藝規(guī)模大、自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高，設(shè)施農(nóng)業(yè)主體沒備溫室內(nèi)的光、水、氣、肥等均實(shí)現(xiàn)了智能化控制；以色列的現(xiàn)代化溫室可根據(jù)作物對環(huán)境的不同要求，通過計(jì)算機(jī)對內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測和調(diào)控，實(shí)現(xiàn)溫室作物全天候、周年性的高效生產(chǎn)；美國、日本等國還推出了代表當(dāng)今世界最先進(jìn)水平的全封閉式生產(chǎn)體系，即應(yīng)用人工補(bǔ)充光照、采用網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和視頻技術(shù)進(jìn)行溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程控制與診斷、由機(jī)械人或機(jī)械手進(jìn)行移栽作業(yè)的“植物工廠”，大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品產(chǎn)出率。因此，這就需要一種能夠及時(shí)檢測溫度變化以及溫度變化的設(shè)備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使人們對溫度的變化做及時(shí)的調(diào)整，多點(diǎn)溫度控制可根據(jù)人們不同的應(yīng)用環(huán)境自行設(shè)置該環(huán)境的溫度值，及時(shí)反映生產(chǎn)，生活中溫度變化使人們能及時(shí)看到溫度變化的第一手資料，提示人們溫度變化情況，協(xié)助人們能及時(shí)的調(diào)整，起到溫度報(bào)警作用，使溫度控制更好的服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)，生活。人們可以完成各種各樣的控制。相對微機(jī)來說，單片機(jī)價(jià)格低，非常適合于應(yīng)用在簡單而且隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的不斷發(fā)展，溫度傳感器的種類還是在不斷增加豐富來滿足生產(chǎn)生活中的需要。在日常生活中，也可廣泛實(shí)用于地?zé)?、空調(diào)器、電加熱器等各種家庭室溫測量及工業(yè)設(shè)備溫度測量場合。而爐內(nèi)溫度控制部分，采用一套PID閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，由DS18S20檢測爐內(nèi)溫度，用中值濾波的方法取一個(gè)值存入程序存取器內(nèi)部一個(gè)單元作為最后檢測信號，并在LED中顯示。同時(shí)DS18S20能提供九位溫度讀數(shù)，它無需任何外圍硬件即可方便地構(gòu)成溫度檢測系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)的目標(biāo)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的農(nóng)業(yè)大棚溫濕度控制系統(tǒng)的目標(biāo)功能如下：由主控機(jī)統(tǒng)一設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間和溫度濕度修正值。l 溫濕度測量響應(yīng)時(shí)間快、長期穩(wěn)定性好。l 當(dāng)溫度或濕度超限后，報(bào)警信號點(diǎn)亮相應(yīng)報(bào)警燈。液晶屏上同時(shí)顯示溫濕度上限值，該上限值保存外外部EEPROM存儲(chǔ)器中，掉電不失，并且可以通過四只按鍵上調(diào)或下調(diào)。 DHT11溫濕度傳感器外型及管腳。 DHT11典型應(yīng)用電路如圖3所示，其連接電路簡單，只需要占用控制器一個(gè)I/O口即可完成上下位的連接。 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。圖中DATA引腳為溫濕度傳感器單總線引腳，KKKK4為四只調(diào)節(jié)按鍵，用以調(diào)整溫濕度上限值。 LCD與單片機(jī)接口電路溫濕度閾值存儲(chǔ)在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通過K1—K4按鍵調(diào)節(jié)并保存，其中K1為溫度上限增加，K2為溫度上限減小，K3為濕度上限增加，K4為濕度上限減小。 //降溫?zé)魋bit Led_shengwen=P1^4。sbit Key_HH2 = P3^5。extern U8 U8count,U8temp。extern U8 U8data。S16 idata TH, HH。(4) 各子程序//數(shù)據(jù)初始化void Data_Init(){ RHCounter = 0。 TH = 40。 keyTH2 = 1。 //允許定時(shí)器0中斷 TMOD = 1。 //啟動(dòng)定時(shí)器}//定時(shí)器0中斷void Timer0_ISR (void) interrupt 1 using 0{ TL0 = 0x06。 RHCounter = 0。 //存溫度上限值TH低8位 DELAY(500)。 pSave = (char *)amp。 pSave ++。TH。HH。 if ((HH99)||(HH0)) HH = 85。 break。 break。 break。 break。 EA = 0。 L1602_init()。 //延時(shí) for (i=0。j++) {。 L1602_string(2,1,Hum: % HH:)。 L1602_char(2, 15, HH/10+48)。 FlagStartRH = 0。 //顯示溫濕度 L1602_int(1,5,temperature)。 //降溫 if (humidity HH) Led_qushi = 0。(keyTH1==0)) {FlagKeyPress = 1。(keyTH2==0)) {FlagKeyPress = 1。(keyHH1==0)) {FlagKeyPress = 1。(keyHH2==0)) {FlagKeyPress = 1。 } if (!Key_TH1) keyTH1 = 0。 if (!Key_HH1) keyHH1 = 0。 } }提供例程在uVision4環(huán)境下編譯，如果是其他版本uVision，安裝完成后，插入U(xiǎn)SB下載線后，在[開始][控制面板][打印機(jī)和其他硬件][設(shè)備管理器]，在“端口”分支下有（Prolific USBtoSerial Comm Port(COMX)。正確選擇MCU 類型，COM口（與剛才安裝的COM號一致），最高波特率和最低波特率都選2400bps或者1200bps （下載線內(nèi)PL2303芯片所限，沒辦法?。?溫濕度控制器方框圖 實(shí)施措施對外部模擬量（溫度、濕度）采樣，選用ADC0809能夠滿足要求。一種是利用INT0中斷，當(dāng)一次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ADC0809使INT0產(chǎn)生中斷，通知系統(tǒng)轉(zhuǎn)換完畢；另一種使用延時(shí)方法，開始轉(zhuǎn)換后系統(tǒng)延時(shí)100微秒等待轉(zhuǎn)換完成。例如選擇系統(tǒng)的工作模式，用戶輸入溫度及濕度的界限數(shù)據(jù)，顯示實(shí)時(shí)的溫度及濕度值等等。 加熱設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的加熱工作。 排潮設(shè)備：負(fù)責(zé)系統(tǒng)的去濕工作。 為了更精確的反映溫室的溫度和濕度，取溫濕度各4路信號采樣簡單平均處理作為溫室的溫度和濕度。如果該時(shí)刻的實(shí)際溫度值低于用戶給定的下限溫度值時(shí)，系統(tǒng)立即啟動(dòng)報(bào)警裝置，且系統(tǒng)處于升溫狀態(tài)，直到實(shí)際溫度達(dá)到用戶輸入的上下限溫度的中間值一定區(qū)間內(nèi)時(shí)停止升溫。所以本方案選在中間值的正負(fù)一度區(qū)間內(nèi)，認(rèn)為此區(qū)間內(nèi)都是適合的，不產(chǎn)生任何控制動(dòng)作變化，這樣就能解決設(shè)備頻繁啟停問題。 鍵盤顯示系統(tǒng)中使用的段碼顯示01234567段碼3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H顯示89ABCDEF段碼7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H8279初始化時(shí)，設(shè)定的相關(guān)命令字如下：Z8279 EQU 08701H 。外部譯碼鍵掃描方式,雙鍵互鎖LEDFEQ EQU 38H 。 系統(tǒng)連接圖AD0809與89C51連接圖： AD0809與89C51連接圖 系統(tǒng)硬件配置采用總線型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。由于大的高度集成化已把許多常駐用的輸入檢測輸出控制通道都制作在同一塊硅片上，大大地靈活了外部連線，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性并且速度快（時(shí)鐘12MHz），非常適合于工業(yè)環(huán)境下安裝使用。它與外部通訊是通過特殊功能寄存器SFR或存儲(chǔ)器，控制器進(jìn)行的。這兩條總線是：16位地址總線（ABUS）和8位數(shù)據(jù)總線（DBUS）。其工作頻率為6～12MHz。Q7～Q0：三態(tài)門輸出端。Vcc：電源端。G（STB）：8D鎖存器控制端。DB0～DB7：雙向外部數(shù)據(jù)總線。RD,WR：讀和寫選通信號線，均為低電平有效。RL7～RL0：鍵盤回送線，平時(shí)為高電平，只有當(dāng)某一鍵閉合時(shí)，其中一條線才變低。OUTB3～OUTB0 OUTA3～OUTA0：顯示段輸出線。RESET：復(fù)位輸入線，高電平有效。CLK：外部時(shí)鐘輸入線，其信號由外部振蕩器提供。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。在本系統(tǒng)中采用共陰極數(shù)碼管。LCD數(shù)據(jù)讀寫方式可以分為8位和4位兩種，以8位數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作則D0～D7都有效，若以4位方式進(jìn)行讀寫操作，則只用到D4～D7EN：啟動(dòng)控制線。GND：接地。 系統(tǒng)整體的工作方式。 顯示鍵值的程序流程圖 采樣轉(zhuǎn)換模塊是本系統(tǒng)中的核心模塊之一，它負(fù)責(zé)完成溫度和濕的測量及模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的全過程，這也是它為什么重要的原因。 為了更精確的反映系統(tǒng)的溫度和濕度，本系統(tǒng)對四路采樣信號作簡單平均處理，并將處理后的數(shù)值作為溫室的溫濕度，其過程如下圖。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。1%RH精度25℃177。1%RH/yr溫度分辨率111℃888Bit重復(fù)性177。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間