【正文】 //濕度的小數(shù) TH_TMP = dht11_read()。 //等待從機(jī)發(fā)送 50us 的低電平完成 TR0=1。 DHT11=1。 //主機(jī) 發(fā)送開始 信號(hào) delay(1000)。 圖 DHT11 傳輸 信號(hào)時(shí)數(shù)字 0 表示 方法 數(shù)字 1 信號(hào)表示方法如圖 所示 。 DHT11 接收到主機(jī)的開始信號(hào)后 ， 等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束 ， 然后發(fā)送 80us 低 電平響應(yīng)信號(hào) 。 它的 串行接口 （ 單線雙向 ） 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 ， 一次通訊時(shí)間 4ms 左右 ,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分 ， 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為 40bit， 高位先出。js2=0。} else if(TH_RHs1) {d2=0。js1=0。} else if(TH_TMPw1) {d1=0。 aj=keyscan()。 //延時(shí) lcd_str(0,0,init gsm ** )。 //延時(shí) lcd_str(0,0,init gsm * )。 lcd_ini()。 若 未 進(jìn)入設(shè)置或者設(shè)置成功后， 則 將測(cè)得的溫濕度 與閾值 相 比較 ， 若 超出范圍則進(jìn)行聲光 警報(bào)， 聲光警報(bào) 后一段時(shí)間 仍未 解除 報(bào)警 則發(fā)送 GSM 短信警報(bào) 。 （ 3）超限報(bào)警功能。如果使用 C語(yǔ)言編程，那么 Keil幾乎就是不二之選，即使不使用 C 語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)事半功倍， Keil 的優(yōu)點(diǎn)如下所示： （ 1） Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 圖 報(bào)警電路 硬件設(shè)計(jì) 如圖 所示，四個(gè) LED（ LED1， LED2， LED3， LED4） 陽(yáng)極 接電源，陰極分別連接 1K 限流電阻 后連接單片機(jī)的 ， ， ， 。當(dāng)按鍵沒(méi)按下時(shí)， CPU 對(duì)應(yīng)的 I/O 接口由于內(nèi)部有上拉電阻，其輸入為高電平；當(dāng)某鍵被按下后，對(duì)應(yīng)的 I/O 接口變?yōu)榈碗娖健? 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中，它具有功耗低、體積小、可視面積大，畫面好，抗干擾能力強(qiáng)、顯示 內(nèi)容豐富且美觀 的 特點(diǎn) 。 （ 3） 其中 IGT 是啟動(dòng)控制腳。單片機(jī)接口電平自動(dòng)適應(yīng)，無(wú)需設(shè)置，解決了 5v 單片機(jī)和 單片機(jī)等的連接問(wèn)題， 兼容性 極好； 同時(shí)， 使用單片機(jī)調(diào)試的時(shí)候可以同時(shí)連接電腦， 無(wú)需跳線設(shè)置 ，便可使用電腦的串口調(diào)試助手實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)單片機(jī)和模塊通信的數(shù)據(jù)， 可以很方便地進(jìn)行調(diào)試 ；其 GPRS 內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議， GPRS 上網(wǎng)只需幾條簡(jiǎn)單指令； 它使用 了 插拔式SIM 卡座，帶 SIM 卡保護(hù)電路，同時(shí)支持單片機(jī)控制啟動(dòng)和關(guān)機(jī)，支持單片機(jī)檢測(cè)在線狀態(tài)； GSM 開發(fā)板有電源指示燈、信號(hào)指示燈， 并 留有語(yǔ)音接口，有音頻處理電路，可以 后期進(jìn)行功能擴(kuò)展 ； 它采用 工業(yè)級(jí)低壓差芯片，大容量電容和合理的布線，擁有較高的可靠性。電源引腳（ VDD， GND）之間可增加一個(gè) 100nF 的電容，達(dá)到 去耦濾波 的 目的。2 ℃ ， 濕度分辨率 為 1%， 溫度分辨率 為 1℃ ， 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 為 177。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 40 頁(yè) 溫濕度檢測(cè)模塊硬件電路 設(shè)計(jì) DHT11 簡(jiǎn)介 DHT11 數(shù)字 溫濕度傳感器是一款 擁有 數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)的溫濕度復(fù)合傳感器 ， 可靠 且 穩(wěn)定。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè) 單片機(jī)模塊 最小系統(tǒng) 硬件電路 的設(shè)計(jì) 圖 最小系統(tǒng) 硬件電路 最小系統(tǒng) 如圖 所示 ， 其中 復(fù)位電路與晶振電路的硬件設(shè)計(jì) 詳細(xì) 介紹如下所示。它擁有 8K 字節(jié)的用戶應(yīng)用程序空間， 512 字節(jié)片內(nèi) RAM， 32 個(gè)通用 I/O 口，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM， 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器， 4 個(gè)外部中斷，此外 ，它 無(wú)需專用編程器，無(wú)需專用仿真器，可通過(guò)串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序， 為本系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與調(diào)試提供了巨大的方便 。常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 40 頁(yè) 3 系統(tǒng)硬件部分 設(shè)計(jì) 如 圖 所示 ，本文 設(shè)計(jì)的大棚 溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，以 STC89C52RC 單片機(jī)為 控制器 ，以數(shù)字式溫濕度傳感器 DHT11 作為溫濕度檢測(cè)模塊，與華為 GSM 通信模塊有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)溫濕度實(shí)時(shí)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。 本文僅 使用 GSM 通信模塊 發(fā)送短信， 華為 GTM900B 比 TC35I 價(jià)格低很多，在這兩種通信模塊都能滿足本 系統(tǒng) 的情況下， 為了使系統(tǒng) 更為經(jīng)濟(jì)，本 文 采用 華為GTM900B。 由于本文 采用 單片機(jī) 為控制器，為了節(jié)約 成本， 選用單片智能化溫濕度傳感器DHT11 可以省去溫度 、濕度兩個(gè)傳感器 及 相應(yīng)的 AD 轉(zhuǎn)換 電路， 使系統(tǒng) 更為簡(jiǎn)單穩(wěn)定高效， 所以 本 文 選用 DHT11 溫濕度 傳感器采集溫濕度 信號(hào) 。 由于該芯片應(yīng)用廣泛，學(xué)習(xí)資料也可以更容易地獲得，所以本文 選用的 STC89C52RC 芯片 。 8051 單芯片是同步式的順序邏輯系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的工作完全是依賴系統(tǒng)內(nèi)部的時(shí)脈信號(hào)，用以來(lái)產(chǎn)生各種動(dòng)作周期及同步信號(hào)。由于作物在不同生長(zhǎng)期所適宜的溫濕度 是變化的 ，此時(shí)調(diào)節(jié)溫濕度 范圍可以 使 作物長(zhǎng)時(shí)間處于較為理想的環(huán)境中，同時(shí)也 滿足了不同 作物的環(huán)境需求。然而，這類工業(yè)級(jí)的控制系統(tǒng)大都比較昂貴，而且不夠簡(jiǎn)單易用，雖然性能非常好，但卻不一定適應(yīng)國(guó)內(nèi)一些散戶農(nóng)民的 大棚 種植。結(jié)合目前的技術(shù)現(xiàn)狀，總體來(lái)看，相關(guān)研究工作已經(jīng)逐步從簡(jiǎn)單應(yīng)用的階段向?qū)嵱眯?、綜合性、智能化的方向過(guò)渡與發(fā)展，研究的技術(shù)水平已經(jīng)相當(dāng)高。美國(guó)是進(jìn)行該項(xiàng)研究最早的國(guó)家之一，其開發(fā)的溫室計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以根據(jù)具體要求，對(duì)于溫度、濕度甚至光照度進(jìn)行自動(dòng)控制，該技術(shù)被廣泛運(yùn)用到日常生活、食品行業(yè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。僅僅依靠人工管理會(huì)出現(xiàn)調(diào)節(jié)不及時(shí)、不準(zhǔn)確等問(wèn)題，不僅影響蔬菜正常生長(zhǎng)，同時(shí)也會(huì)造成人力資源的浪費(fèi)。為使人們?cè)诓煌募竟?jié)都可以食用 其喜愛(ài)的作物，溫室大棚的作物栽培起到了很大的作用 [2]。本文通過(guò)四個(gè)獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)溫濕度的閾值設(shè)置等功能。 學(xué)號(hào)： 10417227 常 州 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 20xx 屆） 題 目 基于單片機(jī)和 GSM 的大棚溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 學(xué) 生 楊達(dá) 學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化 102 校內(nèi)指導(dǎo)教師 王雪 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 校外指導(dǎo)老師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 二 ○ 一四 年 五 月I 基于單片機(jī)和 GSM 的大棚溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 摘 要 ： 隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的逐步加快，大棚的應(yīng)用也逐漸普及，然而這也帶來(lái)了新的問(wèn)題。本文為我國(guó)溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)。但是，瓜果蔬 菜在大棚里的生長(zhǎng) 受 到很多因素的影響，包括陽(yáng)光、空氣中各種氣體的含量、溫度和濕度等等 [3]。因此，需要一種能對(duì)大棚溫濕度檢測(cè)有足夠精度，并盡可能 有效降低 成本 的技術(shù) [6]。目前，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將計(jì)算機(jī)、遙感技術(shù)、 GPS 全球定 位等高新技術(shù)應(yīng)用到相應(yīng)的研究中 [9]。 本文 主要研究?jī)?nèi)容 系統(tǒng)完成后可以通過(guò)溫濕度傳感器對(duì)大棚溫室內(nèi)的溫濕度進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)單片機(jī)對(duì)采集到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并用顯示模塊顯示出當(dāng)前環(huán)境的溫濕度狀況，當(dāng)環(huán)境溫濕度超出了 設(shè)定范圍時(shí)，發(fā)出現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，報(bào)警持續(xù)一段時(shí)間以后發(fā)送 GSM 短信 報(bào)警 。 而 本文研究的方向則是為 散戶農(nóng)民提供針對(duì)小面積大棚 的較為廉價(jià) 高效的的溫濕度監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)， 以填補(bǔ)這一市場(chǎng)空缺。 （ 3） 將 測(cè)得的值與溫濕度范圍進(jìn)行比較， 超限時(shí) 進(jìn)行 報(bào)警。在 8051 單片機(jī)中已內(nèi)建時(shí)鐘產(chǎn)生器，在使用時(shí)只需接上石英晶體諧振器（或其它振蕩子）及電容，就可以讓系統(tǒng) 產(chǎn)生正確的時(shí)鐘信號(hào)。 溫濕度 傳感器選型 （ 1） 方案一 采用 獨(dú)立溫度傳感器與濕度傳感器 常用 的 溫度 傳感器有 熱電偶與 熱電阻 ，常用 的 濕度傳感器 有氯化鋰濕度傳感器 、 碳濕敏元件 、 氧化鋁濕度計(jì) 、陶瓷濕度傳感器等等 ，采用 這些 傳感器時(shí)， 通常 是將 420mA模擬信號(hào) 通過(guò) AD 轉(zhuǎn)換電路 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行溫濕度的采集與處理 ， 再通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行判斷與相關(guān)的動(dòng)作。 通信模塊 選型 （ 1） SIEMENS TC35I 通信模塊 TC35I 是德國(guó)西門子公司的一款支持 900/1800MHZ 雙頻的高度集成的 GSM 模塊。 顯示 模塊 選型 （ 1）采用 LED 數(shù)碼管顯示。 本系統(tǒng)使用四個(gè)獨(dú)立按鍵實(shí)現(xiàn)溫濕度的閾值設(shè)置等功能， 再 通過(guò)溫濕度檢測(cè) 模塊（ DHT11） 實(shí)時(shí)檢測(cè)大棚 內(nèi)的 溫濕度，并由 LCD1602 液晶屏實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫濕度。 圖 STC89C52RC 引腳圖 圖 為 STC89C52RC 引腳圖 ，其 功能說(shuō)明如下 ： 引腳 40 為 VCC 電源正 腳， 引腳 20 為電源電壓接地腳 VSS。 （ 1）復(fù)位電路 的 硬件 設(shè)計(jì) 單片機(jī)運(yùn)行 程序 時(shí) ， 都是從 地址 0000H 開始 的， 所以 進(jìn)入 系統(tǒng) 時(shí) 必須對(duì) CPU 進(jìn)行復(fù)位， 此外 ，當(dāng) 程序 運(yùn)行時(shí)由于 程序錯(cuò)誤 或者操作失誤導(dǎo)致 系統(tǒng) 進(jìn)入死鎖狀態(tài) ，也需要通過(guò) 復(fù)位 使系統(tǒng)恢復(fù)正常。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè) NTC 測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相連接。1%RH/年 。 DHT11 硬件電路設(shè)計(jì) DHT11 與 單片機(jī)接線圖如 圖 所示， DHT11 腳 1 連接 電源正腳 VCC。 HUAWEI_GTM900 通信模塊 簡(jiǎn)介 華為 GTM900B 是 GTM900C 模塊的老版本，廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、無(wú)線公話、無(wú)線 POS 終端等領(lǐng)域，是一款 900/1800MHZ 雙頻、高集成度的 GSM/GPRS 模塊。 （ 4） RESET 是復(fù)位腳。 圖 LCD1602 引腳圖 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 40 頁(yè) 如圖 所示 ， LCD1602 引腳接口說(shuō)明如下 ： 第 1 腳： VSS 為電源地。 第 15 腳：背光源正極。只要在程序中判斷 I/O 接口的狀態(tài)，即可知道哪個(gè)鍵處于閉合狀態(tài)。 通過(guò) 軟件實(shí)現(xiàn) 報(bào)警功能， 設(shè)定 溫度范圍為溫度 下 限 ~溫度 上 限，濕度范圍為濕度 下 限 ~濕度 上 限 。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。報(bào)警模塊具有兩項(xiàng)功能，即為聲光報(bào)警 和 GSM 短信 信息報(bào)警 。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 系統(tǒng) 總流程圖 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 40 頁(yè) void system() //系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)函數(shù) { dht11_got()。 Serial_Init()。 Delay_ms(Delay_Time)。 Delay_ms(Delay_Time)。 if(aj==1) //按鍵 1 按下 時(shí)，進(jìn) 入設(shè)置狀態(tài)，此時(shí)可以更改溫濕度范圍 { …………………………………… } if(TH_TMPw2 ) //當(dāng)溫濕度超限時(shí)，啟動(dòng)聲光報(bào)警，此處四種超限對(duì)應(yīng)四種 led 指示燈 {d3=0。d0=0。} if(TH_RHs2) {d4=0。d0=0。} js1++。 它的 數(shù)據(jù)格式為 8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit 校驗(yàn) 。 主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)結(jié)束后 ， 延時(shí)等待 2040us 后 ， 讀取 DHT11 的響應(yīng)信號(hào) ， 主機(jī)發(fā)送開始信號(hào)后 ， 可以切換到輸入模式 ， 或者輸出高電平均可 ， 總線由上拉電阻拉高。 圖 DHT11 傳輸 信號(hào)時(shí)數(shù)字 1 表示 方法