【正文】 師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7） 參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，中國(guó)農(nóng)業(yè)走上了現(xiàn)代化、設(shè)施化的道路。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 傳感器 組態(tài) 無(wú)線(xiàn)傳輸 大棚控制 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 Abstract： With the development of electronic technology and its application needs, SCM technology has made great progress in terms of high integration, high speed, low power and high performance. Acpanied by scientific and technological development and the agricultural structure adjustment, China39。現(xiàn)在，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品在大棚中培育的品種越來(lái)越多，對(duì)于數(shù)量較多的大棚，傳統(tǒng)的大棚控制措施就顯現(xiàn)出很大的局限性。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化已成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本課題則是圍繞單片機(jī)而設(shè)計(jì)的溫室大棚遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 本課題介紹的溫室大棚遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是 基于單片機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的 集監(jiān)、控、管于一體的溫室智能化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) ，能夠?qū)Υ笈飪?nèi)溫度、濕度、光照等因素 進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè) 和 自動(dòng)調(diào)節(jié)，創(chuàng)造植物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境，使溫室內(nèi)的環(huán)境接近人工設(shè)想的理想值，以滿(mǎn)足溫室作物生長(zhǎng)發(fā)育的需求。 C、通過(guò)單片機(jī)控制繼電器與 uPLC 可編程邏輯控制器的結(jié)合，系統(tǒng)將自動(dòng)控制大棚內(nèi)溫 濕度和光照的控制設(shè)備。 系統(tǒng)的組成 該系統(tǒng)的組成模塊包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)模塊、傳感器信號(hào)采集模塊、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊、繼電器控制模塊、 uPLC 可編程邏輯控制器、 nRF905 無(wú)線(xiàn)傳輸模塊、GSM 手機(jī)模塊和所需的網(wǎng)絡(luò)資源等。而溫室環(huán)境濕度高、酸性大、光照強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)纜的老化 ,降低系統(tǒng)的可靠性。 模數(shù)轉(zhuǎn)換的方案選擇 方案一：采用 8 位 AD 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。 ADC0809 有 28 條引腳。 PCF8591 的 3 個(gè)地址引腳A0, A1 和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同個(gè) I2C 總線(xiàn)上接入 8個(gè) PCF8591 器件，而無(wú)需額外的硬件。 控制電路的方案選擇 方案一：直接用繼電器電路控制大棚內(nèi)各增減設(shè)備。 方案二：用繼電器結(jié)合 uPLC 的系統(tǒng)控制大棚內(nèi)各增減設(shè)備。 從可行性和安全性考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為 5V177。一般采用的辦法是在 RST 端和正 電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。 單片機(jī)復(fù)位電路圖（圖 3）如下： K10uFC410KR1VCCGNDRST 圖 3 單片機(jī)復(fù)位電路 晶振電路 單片機(jī) 系統(tǒng) 里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。 單片機(jī)晶振電路圖（圖 4）如下： XAL230pFC230pFC3GNDXAL1XAL2 圖 4 單片機(jī)晶振電路 傳感器信號(hào)采集電路 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 17 溫濕采集電路 DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。每個(gè) DHT11傳感器都在 極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的 電容，用以去耦濾波。 DS18B20 也 支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口，測(cè)量溫度范圍為 55176。 176。C 。 176。 DS18B20 的應(yīng)用電路圖和實(shí)物圖（圖 7）如下圖： 圖 7 DS18B20 的應(yīng)用 電路圖和實(shí)物圖 本設(shè)計(jì)采集光照強(qiáng)度采用的是利用 PCF8591 實(shí)現(xiàn)光敏電阻的模數(shù)轉(zhuǎn)換。這是由于光照產(chǎn) 生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。HR31 溫濕度計(jì)用新型濕敏電阻是采用有機(jī)高分子材料的一種新型濕度敏感元件，具有西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 20 感濕范圍 寬，響應(yīng)迅速，抗污染能力強(qiáng)，無(wú)需加熱清洗及長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定可靠等諸多特點(diǎn)。器件功能包括多路復(fù)用模擬輸入、片上跟蹤和保持功能、 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換和 8位數(shù)模擬轉(zhuǎn)換。 VDD、 VSS：電源端。 SDA、 SCL： I2C 總線(xiàn)的數(shù)據(jù)線(xiàn)、時(shí)鐘線(xiàn)。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作AIN01AIN12AIN23AIN34A05A16A27VSS8SDA9SCL10OSC11EXT12AGND13VREF14AOUT15VDD16U4PCF8591 圖 12 PCF8591 引腳 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形 。 第 6腳： E(或 EN)端為使能 (enable)端。 本設(shè)計(jì)中 LCD1602 的電路原理圖如下（圖 14）： 12345678910111213141516P3LCD1602P251KR5P26P27P00P01P02P03P04P05P06P07VCCGND 圖 14 LCD1602 顯示電路 液晶顯示電路 LCD12864 是一種 具有 4 位 /8 位并行、 2 線(xiàn)或 3 線(xiàn)串行多種接 口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊； 其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系，通 常應(yīng)西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 用與自動(dòng)化控制電路中。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、 自動(dòng)化 、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。當(dāng)線(xiàn)圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。該電路 Q1 是 PNP 三極管，所以采用集電極接低電平方式輸出， R11 為上拉電阻，當(dāng)基極沒(méi)有輸入脈沖或電壓時(shí)，基極為高電平，因?yàn)檫@是反極性三極管，所以平時(shí)是截止的，只有基極輸入低電平，降低基極電壓，這時(shí)三極管導(dǎo)通，繼電器線(xiàn)圈得電吸合，原常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，完成設(shè)備的接通與斷開(kāi)功能。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（ DTE）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（ DCE）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。 RS232 是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 26 載為 3～ 7kΩ。由 6腳和 4只電容構(gòu)成。其中 13腳（ R1IN）、 12腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 本設(shè)計(jì)單片機(jī)和 PC 機(jī)的串口通信電路（圖 19）如下 ： 圖 18 RS232 引腳 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 27 1234567891110J7GNDGND1uFC61uFC71uFC81uFC9VCC1uFC10C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U3MAX232P31P30GND 圖 19 單片機(jī)和 PC 機(jī)的串口通信電路 nRF905 無(wú)線(xiàn)傳輸模塊 nRF905 是工作于 433/868/915MHz 三個(gè) ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué) )頻道的單片射頻收發(fā)器，它由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成， ShockBurstTM 工作模式，自動(dòng)處理字頭和 CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn) )，使用 SPI 接口與微控制器通信，配置非常方便。 GSM 模塊，是將 GSM 射頻芯片、基帶處理芯片、存儲(chǔ)器、功放器件等集成在一塊線(xiàn)路板上，具有獨(dú)立的 操作系統(tǒng) 、 GSM 射頻處理、基帶處理并提供標(biāo)準(zhǔn)接口的功能模塊。 TC35i 由供電模塊 (ASIC)、閃存、 ZIF 連接器、天線(xiàn)接口等 6部分組成。 uPLC 仿真組件： 16個(gè)計(jì)數(shù)器、 8個(gè) 延時(shí)器、 3個(gè)閃爍器、 24個(gè)中間記憶線(xiàn)圈、 8個(gè)輸入線(xiàn)圈、 8個(gè)輸出線(xiàn)圈、 4個(gè)狀態(tài)線(xiàn)圈、 15個(gè)邊緣感應(yīng)線(xiàn)圈、 1個(gè)時(shí)基產(chǎn)生器、 16組斷電記憶器（ Flash ROM）、 8組查表 (2048Byte Flash ROM)、 2Byte 數(shù)據(jù)寄存器。 ：開(kāi)關(guān)量信號(hào)。 ： 4096步（ Byte， Flash ROM， 10萬(wàn)次擦 /寫(xiě)，數(shù)據(jù)至少可保存 10年）。 ：工作指令 36種。 ：環(huán)境溫度在 0℃至 55℃。遠(yuǎn)離腐蝕性氣體和過(guò)度灰塵。 ： LVRT10。 ： uPLC 系列。 2. Bit AND OR XOR 運(yùn)算。 6. Byte 數(shù)據(jù)加一 減一 運(yùn)算。 10. Byte 數(shù)據(jù)直接比較。 uPLC 梯形圖語(yǔ)言 梯形圖表達(dá)式是在原電氣控制系統(tǒng)中常見(jiàn)的接觸器、繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來(lái)，它與電氣操作原理圖相呼應(yīng)，形象、直觀并且實(shí)用，為廣大電氣技術(shù)人員所熟悉，是可編程序控制器的主要編程 語(yǔ)言。通常一個(gè)梯 形圖中有若干邏輯行 (梯級(jí) )，形似梯子，梯形圖由此而得名。 D、 梯形中的觸點(diǎn)可以任意串聯(lián)或并聯(lián)，但繼電器線(xiàn)圈只能并聯(lián)而不能串聯(lián)。 本設(shè)計(jì)中 uPLC 的梯形圖語(yǔ)言編程（圖 27）如下： 西昌學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 35 圖 27 uPLC 的梯形圖語(yǔ)言編程 7 Fameview 組態(tài)軟件設(shè)計(jì) Fameview 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 FameView 組態(tài)軟件系統(tǒng)是北京杰控公司集多年 PLC 工程應(yīng)用、開(kāi)發(fā)和服務(wù)經(jīng)驗(yàn) ,基于 Windows NT 、 Windows 20xx/XP 操作平臺(tái) ,獨(dú)立研制開(kāi)發(fā)的純 32位、高檔次的軟件 ,其運(yùn)行穩(wěn)定、速度快、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好 ,能為用戶(hù)提供經(jīng)濟(jì)完善的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控解決方案 。串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器 ,具有以下功能： 同時(shí)提供了 RS232和 RS485接口； 有兩種工作模式： ① 、 Modbus RTU 到 Modbus TCP 模式，專(zhuān)門(mén)為此模式進(jìn)行了優(yōu)化，在此工作模式下，可以支持 2臺(tái) Modbus\TCP 主站同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)，即可以支持同時(shí)連接 2臺(tái)上位機(jī)； ② 、透明通道數(shù)據(jù)傳輸模式，應(yīng)用在非 Modbus 協(xié)議的情況下； 設(shè)置簡(jiǎn)單，可通過(guò)超級(jí)終端使用串口或以太網(wǎng)設(shè)置、也可使用 TELNET 通過(guò)以太網(wǎng)設(shè)置；設(shè)置內(nèi)容包括 IP地址、串口參數(shù)、工作模式等； 支持 24VDC 電源冗余，可接入 2路 24VDC 電源，實(shí)現(xiàn)電源冗余。該 軟件 第一次啟動(dòng)在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)上自動(dòng)生成伙