【正文】 and control circuit. The circuit diagram and program flow chart are given with the active program. Keywords : Sensor； temperature and humidity； MCU； intelligent control 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 III 前 言 目前，隨著蔬菜大棚數(shù)量的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高。文中提出了設(shè)計方案，討論了蔬菜大棚溫濕度巡回檢測與控制的基本原理，進(jìn)行了可行性論證。此次設(shè)計系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能如下：通過四個按鍵方便地實現(xiàn)溫濕度上限的調(diào)整，液晶顯示屏能實時顯示當(dāng)前環(huán)境溫濕度?，F(xiàn)在國外 有很多農(nóng)場對于溫室的智能控制系統(tǒng)有了一定的應(yīng)用，但其成本高昂，針對國內(nèi)大棚的特點是不能做到全面的普及。 Keil、 protes 等軟件。 四、預(yù)期成果 1. 外文文獻(xiàn)翻譯、 開題報告、 文獻(xiàn)綜述 及畢業(yè)設(shè)計說明書 。 2. A/D 轉(zhuǎn)換器： A/D 轉(zhuǎn)換器是將輸入的模擬信息轉(zhuǎn)換成計算機可以識別的數(shù)字信息。 1. 采用 溫濕度傳感器測量大棚內(nèi)溫度以及濕度 。） 一、 調(diào)研資料的準(zhǔn)備 了解選題背景：蔬菜的生長對于溫濕度具有一定的要求，因此需要對環(huán)境的溫度和濕度進(jìn)行監(jiān)測和控制。 2 詳細(xì)敘述工作原理，以及各功能模塊。 **************************************************** 本科畢業(yè)設(shè)計 題 目 蔬菜大棚溫濕度 控制系統(tǒng)的設(shè)計 姓 名 ******* 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 ******** 指導(dǎo)教師 ****** ****電氣工程學(xué)院 二 ○一四年五月 畢業(yè)設(shè) 計（論文）任務(wù)書 題目 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 專業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué)號 姓名 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等 一．主要內(nèi)容 ： 1. 檢測，選擇溫度和濕度環(huán)境參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。 二．基本要求： 1 查閱相關(guān)書籍、資料，確定合理的方案。 三．主要參考資料： [1] 譚浩強 ． 單片機課程設(shè)計 [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1989 [2] 張毅剛 ． 單片機原理及接口技術(shù) [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1990 [3] 郭天祥．新概念 51 單片機 C 語言教程 [M].電子工業(yè)出版社 ， 2021 完 成 期 限： 指導(dǎo)教師簽名： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 填 表 日 期： 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱 基于 STC89C52 單片機 的 蔬菜大棚溫濕度 智能 控制系統(tǒng) 設(shè)計 課題來源 教師擬定 課題類型 BY 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 電子科學(xué) 與技術(shù) 開題報告內(nèi)容：（調(diào)研 資料的準(zhǔn)備，設(shè)計的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排；完成設(shè)計（論文）所具備的條件因素等。這種自動控制的方法，可以準(zhǔn)確的監(jiān)控與調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的環(huán)境，從而提高蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)量。 1. 溫濕度傳感器：傳感器是一種可以將重量轉(zhuǎn)化成電量的轉(zhuǎn)換元件，從 而可以把溫濕度轉(zhuǎn)換成適合于計量求值的信號。 5. 電源：電源為電路提供直流電源。 六、完成設(shè)計（論文）所具備的條件因素 1. 學(xué)校為我們提供的實驗室包括：電子產(chǎn)品組裝實驗室、單片機室等。是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中必須考慮的因素，作為最常見的被控參數(shù)。通過軟件編程控制數(shù)據(jù)下載到單片機完成溫濕度顯示、閥值設(shè)置。結(jié)合三極管和繼電器，該信號也可以驅(qū)動繼電器打開或切斷排風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。s social studies, temperature and humidity control has bee a hot item . Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the most mon. Now there are a lot of farms for overseas greenhouse intelligent control system has a certain application, but its high cost, according to the characteristics of domestic greenhouse is can39。而這種方法費時費力，并且有測控精度低、勞動強度大以及測控不及時等弊端，容易造成很大的的損失。本文所設(shè)計系統(tǒng)是利用價格便宜的一般電子器件來設(shè)計一個參數(shù)精度高、操作便捷、性價比高的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的大棚溫濕度測控系統(tǒng)。 現(xiàn)代化智能控制系統(tǒng)是一種智能化管理大棚內(nèi)部環(huán)境的科學(xué)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)需要相應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備來保證其正常運行，智能控制系統(tǒng)就是將科學(xué)信息技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)的體現(xiàn)，通過系統(tǒng)軟硬件結(jié)合，設(shè)定的各種指令，自動化的完成管理工作，不需要大量的人 工操作，是一種現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要便捷工具。 溫室大棚就是建立一個模擬適合植物生長的氣環(huán)境條件，創(chuàng)造一個人工氣象環(huán)境，來減小溫濕度對植物生長的約束。除此之外，它還能準(zhǔn)確、定時、高效的進(jìn)行溫濕度控制與調(diào)節(jié)，可以節(jié)省人力、物力，從而可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量。結(jié)合我國實際情況，只有提高自動控制系統(tǒng)的智能化，使溫室控制系統(tǒng)更加智蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 2能、方便。但是在排水不良的情況下，結(jié)瓜少，瓜身短，瓜莖小，產(chǎn)量低。在瓜類中以絲瓜最耐濕，開花結(jié)果盛期要求溫度更高，在炎熱的夏秋只要不缺水肥，開花結(jié)果就會一直很旺盛。故絲瓜汁有 “美人水 ”之稱。 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 32 系統(tǒng)設(shè)計思想 在傳統(tǒng)的溫濕度測控系統(tǒng)中 ,往往只是采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，尤其是蔬菜大棚的推廣，也要求要有現(xiàn)代化設(shè)施來控制棚內(nèi)溫濕度等含量，便于自動化管理。 本次設(shè)計系統(tǒng)是采用 STC89C52單片機和 DHT11的低成本的溫濕度測控系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)處 理模塊（ STC89C52 單片機）、信息采集模塊（ DHT11 溫濕度傳感器）、液晶顯示模塊、設(shè)置模塊、報警模塊、調(diào)控模塊設(shè)計而成。分辨率為 8Bit，完全能夠滿足日常環(huán)境溫濕度的檢測要求。當(dāng)溫度或濕度超限后，報警信號點亮相應(yīng)報警燈。當(dāng)溫度或濕度值超過上限值時，報警信號點亮相應(yīng)報警燈。對于寫入單片機內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護我們的勞動成果?？捎?5V的電壓編程，而且擦寫時間僅僅需要 l0ms。 （ 2） STC 單片機執(zhí)行指令的速度很快，大約是 AT 的 3~30 倍。而且學(xué)校也提供了相應(yīng)的硬件操作平臺，實際操作起來比較方便，故本系統(tǒng)選擇 STC89C52 單片機作為主控芯片。此次最小系統(tǒng)中的電源供電模塊電源是通過計算機的 USB 口供給，當(dāng)然也可使用外部穩(wěn)定的 5V電源供電模塊供給。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端跨接晶振，與內(nèi)部的反相器構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器。當(dāng)在 STC89C52 單片機的 RST 引腳引入高電平并保持 2 個機器周期時，單片機內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作（若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)）。復(fù)位電路是由上電復(fù)位和按鍵復(fù)位兩部分組成。 圖 單片機最小系統(tǒng)原理 方案一：選用 DS18B20 溫度傳感器作為溫度檢測模塊。最高精度可達(dá) ℃ 。 DHT11 是一種集成型的數(shù)字溫濕度一體傳感器。測量范圍 20%~90%RH， 0℃ ~50℃ 。方案二即便不能實現(xiàn)方案一的高精度測量。 傳統(tǒng)的溫濕度傳感器需要處理的是模擬信號，容易受到外界環(huán)境和溫漂的影 響 ，造成測量精度較低和可靠性較差；此外，溫室內(nèi)除了裝有測量溫濕度的傳感器外，還需多個傳感器、放大器和信號傳輸線。超小的體積、極低的功耗，信號的傳輸距離可達(dá) 20 米以上，在很多條件下可以選擇它作為傳感器，除此之外它采用的是使 4 針單排引腳封裝，連接方便，其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。 DHT11 溫濕度數(shù)字傳感器采用的是 4 針單排引腳封裝，傳感器通電后，需要等待 1s，這是因為需要越過不穩(wěn)定的狀態(tài)，在此期間不需發(fā)送指令，電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個 100nF 的電容，用以去耦濾波。 長期穩(wěn)定性： 177。 DHT11 典型應(yīng)用電路如下圖所示，連接電路簡單，僅需要占用控制器一個 I/O 口即可完成上下位的連接。一次通訊時間最大 3ms,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分?？膳c CPU直接相接，提供兩種界面來連接微處理機： 8 位并行及串行兩種連接方式。 LCD1602 只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示 16*2 個字符，但寄存器不止 32 個，有一些顯示效果，如字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單。不過 1602 液晶屏也能實 現(xiàn)設(shè)計的要求。而 LCD1602就是最好的選擇。對于溫濕度測控系統(tǒng)的設(shè)計而言，顯示電路的設(shè)計也是不可缺少的。 LCD1602 分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為 HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。 LCD1602 顯示器主要是由顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)，通過液晶分子的組合來達(dá)到顯示的目的，顯示特性比以往的顯示器高，性價比也比較高。 第 3 腳： VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 與單片機接口電路如圖 所示。 所測溫濕度與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值或低于下限值則報警燈亮，否則就作為正常的采樣值，進(jìn)行顯示和控制。兩個發(fā)光二極管的顏色不同，這樣可以通過顏色的不同來判斷是溫度超出范圍還是濕度超出范圍，這樣以來是操作者比較方便管理與判斷。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。降溫等其他繼 電器控制設(shè)備原理與加溫設(shè)備原理相似。系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計時，必須先知道系統(tǒng)的組成，數(shù)據(jù)的讀取，數(shù)據(jù)的傳輸，信號的控制的與顯示，以及信號的傳輸處理和控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。 本設(shè)計用到 了 Proteus 和 Keil c51 兩種軟件，兩者能完美的結(jié)合在一起，實現(xiàn)虛擬的實物效果，為以后的實物焊接 提供了保障。在編譯完 Keil C 后，再運用 STC_ISP_V480 軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE），可以完成編輯、 編譯 、連接、調(diào)試、仿 真等整個開發(fā)流程。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體 會更加深刻。記住括號里的 COM 口號。在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。 在線調(diào)試。 蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 19 5 系統(tǒng)總體設(shè)計 該系統(tǒng)能夠正常運行，主要是靠硬件部分和軟件部分相結(jié)合，兩者相輔相成，缺一不 可。當(dāng)溫度或濕度值超過設(shè)定上限值時，報警 信號點亮相應(yīng)報警燈。軟硬件結(jié)合，完成系統(tǒng)的總體設(shè)計。 2 外接外部 EEPROM 芯片 AT24C02。從而調(diào)節(jié)外部溫濕度環(huán)境變化。采用傳感器采集信息，輸入單片機，與閾值比較后，再由單片機再控制其他模塊來完成整個系統(tǒng)的控制。 本系統(tǒng)的成功設(shè)計，解決了以前絲瓜大棚靠農(nóng)民手工測量棚內(nèi)溫度和濕度，并用人工方法進(jìn)行溫度和濕度控制的缺點，提高了溫度和濕度的檢測速度和檢測精度，同時也節(jié)省了大量人力和物力。在這四年里，老師對我的諄諄教導(dǎo)，我將會銘記在心，還有同學(xué)之間的深厚情誼，也將會永遠(yuǎn)成為我的動力源泉。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感 染和激蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計 22 勵著我。我還要感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難和疑惑，直至本論文的