【正文】 3 隨后在我國出現(xiàn)了一些國外的仿造產品，但均沒有面向我國廣大農村現(xiàn)有的 1000萬畝傳統(tǒng)溫室的改造工程。而我國綜合環(huán)境測控技術的研究剛剛起步，目前仍然停留在研究單個或少量環(huán)境因子調控技術的階段，而實際上，溫室內的光照度、溫度、濕度、二氧化碳濃度等環(huán)境因素，都是在相互影響、相互制約的狀態(tài)中對作物的生長產生影響的，環(huán)境要素的空間變化、時間變化都很復雜。還設計了通信系統(tǒng)，單片機實時監(jiān)測大棚內的二氧化碳濃度，當二氧化碳濃度超過設定的上、下限時，單片機通過與溫室主機進行通信來打開相應的執(zhí)行機構，實現(xiàn)對二氧化碳濃度的調控，從而使得大棚內的參數(shù)在適合作物生長的范圍內。檢測器應能完成以下工作：脫離主機獨立地進行數(shù)據采集和處理，通過人機接口（鍵盤和顯示器）實現(xiàn)參數(shù)設定、顯示和報警等功能；連接主機時能實現(xiàn)通信功能。 1．溫室內外環(huán)境自動測試系統(tǒng) 本設計研究的檢測器主要測試溫室內二氧化碳濃度環(huán)境參數(shù)。 報警信號：當某環(huán)境參數(shù)值超過限定界限時，發(fā)出聲光報警信號，提醒農藝人員采取相應措施。顯示部分由比較廉價的 LED 數(shù)碼管對二氧化碳濃度進行分時顯示。微控制器（單片機）就是在這種情況下誕生的。各個系列的單片機各有所長，在處理速度、穩(wěn)定性、 I/O 能力、功耗、功能、價格等方面各有優(yōu)劣。 圖 AT89S52 管腳圖 中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 7 AT89S52 單片機的主要特性 AT89S52 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8KBISP 的可反復擦寫 1000次的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結構，芯片內集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲單元。 二氧化碳數(shù)據的采集與處理 二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料之一，可以提高植物光合作用的強度，并有利于作物的早熟豐產，增加含糖量，改善品質。適宜的二氧化碳濃度可以促使幼苗根系發(fā)達，活力增強、產量增加。 二氧化碳傳感器的選擇 氣體傳感器主要可以 分為金屬氧化物半導體式傳感器、固體電解質傳感器、紅外式傳感器等，一般的半導體傳感器測量時受環(huán)境影響較大，輸出線性不穩(wěn)定；電解式氣體傳感器氣體的重復性比較差；紅外線吸收散射式氣體傳感器靈敏度高，可重復性好，響應時間快，考慮到系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性和經濟性選擇采用紅外二氧化碳傳感器 6004。設入射光是平行光，其強度為 錯誤 !未找到引用源。 的吸收 所造成的光強減弱為 錯誤 !未找到引用源。 （ ） 式中： 錯誤 !未找到引用源。 式中 錯誤 !未找到引用源。 及厚度 錯誤 !未找中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 9 到引用源。對同一氣體， 錯誤 !未找到引用源。 （ ） 因此對于多種混合氣體，為了分析特定組分，應該在傳感器或紅外光源前安裝一個適合分析氣體吸收波長的窄帶濾光片，使傳感器的信號變化只反映被測氣體濃度變化。 波 長的窄帶濾光片后，由紅外傳感器監(jiān)測透過 !未找到引用源。人們把由模擬量到數(shù)字量轉換器件（ Analog to Digital Converter） 稱為模擬 — 數(shù)字轉換器，簡稱 A/D 轉換器或 ADC；把由數(shù)字量到模擬量轉換的器件（ Digital to Analog Converter）稱為數(shù)字 — 模擬轉中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 10 換器，簡稱 D/A 轉換器或 DAC。由于它體積小，兼容性，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎 ，其目前已經有很高的普及率。 圖 ADC0832 封裝以及各端子 。 輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容； 178。 8P 、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝； 178。C to +85176。 CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 GND 芯片參考 0 電位（地）。 DO 數(shù)據信號輸出，轉換 數(shù)據輸出 。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復用）。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。芯片轉換時間僅為 32μ S，據有雙數(shù)據輸出可作為數(shù)據校驗，以減少數(shù)據誤轉換速度快且穩(wěn)定性能強。但由于 DO端與 DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可以將 DO和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據線上使用。在第 1 個時鐘脈沖的下沉之前 DI端必須是高電平，表示啟始信號。當 2 位數(shù)據為“ 0”、“ 0”時，將 CH0作為正輸入端 IN+， CH1作為負輸入端 IN進行輸入。直到第 11個脈沖時發(fā)出最低位數(shù)據 DATA0，一個字節(jié)的數(shù)據輸出完成。更詳細的時序說明請見表 2。 ADC0832 芯片接口程序的編寫： 為了高速有效的實現(xiàn)通信，我們采用匯編語言編寫接口程序。通道功能寄存器和轉換值共用寄存器 B。 中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 15 圖 ADC0832 數(shù)據讀取程序流程： 串行通信接口設計 MCS52 單片機內部有一個全雙工的串行通信口，即串行接收和發(fā)送緩沖器（ SBUF），這兩個在物理上獨立的接收發(fā)送器，既可 以接收數(shù)據也可以發(fā)送數(shù)據。 RS232 簡介 RS232C 是美國電子工業(yè)協(xié)會（ EIA）正式公布的，在異步串行通信中應用最廣的標中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 16 準總線。在接口電路和計算機接口芯片中大都是TTL/CMOS 電平，所以在通信時，必須進行電平轉換，以便與 RS232 標準的電平匹配。 10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通信系統(tǒng)只要單一的 +5V 電源即可。 芯片接口電路 采用 MAX232 接口電路如圖 所： 圖 RS232 接口電路 中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 17 選用其中的一路發(fā)送 /接收， R1OUT 接 MCS51 的 RXD， T1IN 接 MCS51 的 TXD， DB9連接器直接接到 PC 機 上。 錯誤 !未找到引用源。 總線器件同時接到 錯誤 !未找到引用源 。 總線通過兩根線 (串行數(shù)據線 SDA 和串行時鐘線 SCL)使掛接到總線上的器件相互進行信息傳遞。 ，上拉電阻與電源電壓 VCC、 SDA/SCL、總線串接電阻有關，通常可選 5～ 10K。當某個器件向總線上發(fā)送信息時，它就是發(fā)送器 (也叫主器件 )，而當其從總線上接收信息時，又稱為接收器 (也叫從器件 )。掛接到總線上的所有外圍器件、外設接口都是總線上的節(jié)點，每個節(jié)點都有一個固定的節(jié)點地址。 總線器件的尋址字節(jié)。 總線外圍器件地址端口， A2,A1,A0在電路中接電源或接地的不同，形成的地址數(shù)據也不同。 錯誤 !未找到引用源。 8 位低功耗 CMOS 的 EEPROM，具有工作電壓寬 (～ )、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10ms)等特點。 SDA 為串行數(shù)據輸入 /輸出端， SCL 串行時鐘輸入端， WP 為寫保護。 1. 壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 2. 電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。 報警電路 蜂鳴器報警電路及 LED 發(fā)光二極管報警電路如圖 所示： 中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 21 （ a） 蜂鳴器報警電路 （ b） 發(fā)光二極管報警電路 圖 聲光報警 在單片機后接發(fā)光二極管 LED(LIGHT EMITTING DIODE)輸出顯示，發(fā)光二極管 LED是智能化測控儀表中簡單而常用的輸出設備，通常用來指示機器的狀態(tài)或其他信息。發(fā)光效率和顏色取決與制造的材料，這里如果正常工作時，單片機驅動綠色的 LED 二極管發(fā)光，如果超過指定的上限值或者低于指定的下限值，則驅動紅色 LED 二極管發(fā)光 ,同時單片機驅動蜂鳴器報警。 C 語言是一種結構化程序設計語言，它支持當前程序設計中廣泛采用的由頂向下結構化程序設計技術。為便于連接和調試，系統(tǒng)軟件采用模塊化的程序設計方法，將特定功能編成子程序，以調用子程序方式組成程序流。 主程序模塊 主程序是控制單片機系統(tǒng)按預定操作方式運轉的程序，它負責組織調用各子程序模塊，完成系統(tǒng)初始化、顯示數(shù)據和處理按鍵等功能。在沒有外部控制信息輸入的情況下，系統(tǒng)通過模擬開關分時、自動采集溫濕度、二氧化碳傳感器的電壓值，并通過 A/D 轉換器，將模擬信號轉化成數(shù)字信號，最后產生的數(shù)據通過 LED 數(shù)碼管顯示。本系統(tǒng)的子程序模塊主要有 :數(shù)據采集子程序、鍵盤子程序、顯示子程序、數(shù)據處理子程序等模塊等 【 32】【 33】 。 ICL7135 與單片機連接電路的軟件設計系統(tǒng)的程序流程圖如圖 所示。因此， TMOD 控制字設置為“ 05H”。為了能夠同時顯示 6 個 LED 數(shù)碼管，本系統(tǒng)需要增加 6個 74HC164 做串并轉換。 總線進行的，我們將 AT89S52 作為主器件 (主機 )， 24LC256 作為從器件 (從機 )。(2)SDA 線上每次傳輸?shù)膯游?、停止位和地址字?jié)。本課題針對二氧化碳檢測 器的研究，是對單片機技術、傳感器技術、電子技術、通信技術、和自動化等專業(yè)知識的綜合運用。將硬、軟件按實現(xiàn)的功能劃分成不同的模塊，可巡回檢測中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 28 溫室內的二氧化碳濃度并具有數(shù)碼顯示功能。根據預先設置的二氧化碳濃度的上下限值，如果檢測的結果超過了設定范圍，則啟動聲光報警。根據簡單易用的原則設計了外形，幫助檢測人員提高效率。老師淵博的知識、嚴謹務實的治學態(tài)度、開拓進取的工作作風，誨人不倦的精神、睿智練達的學者風范在這段時間里耳濡目染，將成為我以后工作學習中最寶貴的財富，將對我的一生產生重要的影響。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89Am UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。UE9aQGn8xp$Ramp。同時，在課題設計期間，還得到 李奇、許帥、曹利坤、楊海濤、李政 等同學的支持和幫助。Zhu,Pengcheng?？蓚鬏敂?shù)據，提供系統(tǒng)的集中式管理功能。對所測數(shù)據進行自動分析處理，可以根據不同農作物的不同需要，通過鍵盤設定二氧化碳濃度的上下限值。本文遵循系統(tǒng)的需求，進行總體分析與設計、模塊化設計、詳細設計，并對系統(tǒng)外形結構進行了設計。 中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 26 圖 主機發(fā)送 /接收數(shù)據流程圖 數(shù)據處理子程序模塊 本文采用 AD590 溫度傳感器，通過溫度測量電路，獲得的模擬電壓信號與溫度成近似線性關系；采用 HS1101 電容式濕度傳感器，通過其振蕩測量電路，獲得的頻率信號與濕度值成近似線性關系；采用紅外二氧化碳傳感器 6004，獲得二氧化碳濃度與輸出電壓成近似線性關系。這就是說，主機無論是發(fā)送數(shù)據還是接收數(shù)據，都向 錯誤 !未找到引用源。在譯碼方面有中北大學信息商務學院 2020 屆畢業(yè)設計 說明 書 25 硬件和軟件兩種方式，為了減小硬件的復雜程度，設計采用軟件查表譯碼的方法。 顯示子程序模塊 常用的顯示方案有兩種：串口和并口。其中轉換子程序是在主程序中調用的，目的是為了不占用很長的中斷時間。數(shù)據采集子程序的功能是把各個參數(shù)變送器輸入的模擬量轉換為數(shù)字量。主程序流程圖如圖 所示。它的工作過程是 :系統(tǒng)上電后，單片 機 AT89S52 進入監(jiān)控狀態(tài)，同時完成對各個端口的初始化工作。本文的整個程序主要由主程序和若干子程序組成。因此，使用 C 語言進行程序設計已成為軟件開發(fā)的一個主流。 本文采用的是帶報警記憶功能的報警設計，帶報警記憶功能指的是巡測至當前通