【正文】 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 共 40 頁 函數(shù)名： dht11_ini。 DHT11=1。 TMOD=0X01。 //開啟定時(shí)器 while(DHT11)。 //溫度的整數(shù) TL_TMP = dht11_read()。 //濕度的整數(shù) TL_RH = dht11_read()。 //定時(shí) 器初使化 while(!DHT11)。 } 函數(shù)名： dht11_read 返回值： date,從 DHT11 中讀出的數(shù)據(jù) 功能 ：從 DHT11 中讀一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) uint8 dht11_read() { uint8 i,date=0。 DHT11=0。 數(shù)字 0 信號(hào)表示方法如圖 所示 。 圖 DHT11 通信 過程 總 時(shí)序圖 如圖 所示 ，總線空閑狀態(tài)為高電平 ,主機(jī)把總線拉低等待 DHT11 響應(yīng) ， 主機(jī)把總線拉低必須大于 18 毫秒 ， 保證 DHT11 能檢測(cè)到起始信號(hào)。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝，單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。} else {d2=d4=1。Delay_ms(20)。} else {d1=d3=1。Delay_ms(20)。delay(120xx)。 Delay_ms(Delay_Time)。 Delay_ms(Delay_Time)。 //超限 計(jì)數(shù) RW = 0。 主循環(huán) 第一步 為 讀取 DHT11 的 溫濕度數(shù)值并顯示， 再 檢測(cè)按鍵，若按鍵 1 按下 則進(jìn)入設(shè)置模式，來進(jìn)行對(duì)溫濕度 閾值 的修改 。操作人員可根據(jù)不同作物在不同時(shí)期的最適宜生長(zhǎng)環(huán)境，將溫度范圍和濕度范圍由鍵盤輸入，使得系統(tǒng) 更靈活， 同時(shí)也滿足了不同用戶的需求。運(yùn)行 Keil軟件需要 WIN9 NT、 WIN20xx、 WINXP 等操作系統(tǒng)。 本系統(tǒng) 有 四種 報(bào)警狀態(tài)， 分別 為溫度低于溫度 下限 ，溫度高于 溫度 上限，濕度低于濕度下限 ，濕度高于 濕度上限 ，報(bào)警 時(shí) ，設(shè)置四盞不同的 LED 燈 代表四種報(bào)警 狀態(tài) ，因此需要四個(gè) I/O 口 來分別控制四盞燈 ， 以及 兩個(gè) 個(gè) I/O 口 來控制蜂鳴器 與 報(bào)警燈。這種鍵盤具有硬件與 軟件相對(duì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是按鍵數(shù)量較多時(shí)，要占用大量 I/O 口。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。它由若干個(gè) 5X7或者 5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符，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 作用。 （ 2） +引腳為電平匹配引腳，根據(jù)使用單片機(jī)引腳是否有上拉來選擇使用，一般不連接。 圖 DHT11 硬件電路 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁 共 40 頁 GSM 通訊模塊硬件電路設(shè)計(jì) GSM 開發(fā)板簡(jiǎn)介 SUNRISING GSM/GPRS 開發(fā)板 是一款內(nèi)嵌 TCP/IP 協(xié)議的 GPRS 模塊，使用方便，簡(jiǎn)單易學(xué)。在此期間無需發(fā)送任何指令。5%RH， 溫度測(cè)量范圍 為 0~50℃ ， 精度 177。 因此 時(shí)鐘頻率 直接影響單片機(jī)的速度， 本系統(tǒng) 采用內(nèi)部時(shí)鐘方式， 如圖 所示 ， 將 XTAL1 與 XTAL2 跨接 石英晶體 和 微調(diào)電容 ， 構(gòu)成了一個(gè) 穩(wěn)定 的 自激振蕩器 。 P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O端口。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 40 頁 本系統(tǒng) 使用的 STC89C52RC 單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，它完全 兼容 8051 單片機(jī)的 代 碼 ，可將 8051 的 代碼直接應(yīng)用與該芯片 。 相比 以上兩 種方案 ， 由于本系統(tǒng)顯示 模塊需要使用的 字符 較多， 若用 LED 數(shù)碼管需要 較 多 I/O 口 ， 且 電路較為復(fù)雜，所以 本文 使用 LCD1602 顯示器 ，相比于采用 LED數(shù)碼管 ，具有電路簡(jiǎn)單，畫面清晰 易懂 的 優(yōu)點(diǎn)。同時(shí) GTM900B 軟件、硬件兼容 TC35I、 MC39I，用戶可以花更短 的時(shí)間更少的成本開發(fā)新的 產(chǎn)品。 DHT11 采用 單線制串行接口，使得系統(tǒng)集成更為便捷 ， 同時(shí)它具有 反 應(yīng)快 、 抗干擾能力強(qiáng)、 性價(jià)比 高的特點(diǎn)，使得它更適合本 系統(tǒng)使用 ，超小的體積與極低的功耗，更是獨(dú)立傳感器 所 無法相比的。 結(jié)合 本系統(tǒng)的需求， 與 8051 單片機(jī) 相比， STC89C52RC 功能 更 強(qiáng)大 ， 下載程序 更為方便， 價(jià)格 也相當(dāng)便宜 。 方案 選型 控制器選型 （ 1） 8051 單片機(jī) 8051 是一種由英特爾公司制造的 8 位元的單芯片微控制器，屬于 MCS51 單芯片的一種。 用戶可根據(jù)不同作物在不同時(shí)期的最適宜生長(zhǎng)環(huán)境，通過按鍵輸入溫度值和濕度值的 范圍 并由顯示器實(shí)時(shí)顯示。國(guó)內(nèi)外 已有相當(dāng)先進(jìn)的環(huán)境 監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng) ， 而且 成熟應(yīng)用 于 大型農(nóng)場(chǎng)。 20xx 年之后，我國(guó)加大了在溫濕度控制方面的研究力度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展， 80 年代末期出現(xiàn)了使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的分布式溫濕度控制系統(tǒng)。 由于不同蔬菜作物的適宜溫度和濕度不同，且需要穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。隨著控制技術(shù) 、 移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展，設(shè)施農(nóng)業(yè)逐漸興起，反季節(jié)瓜果、蔬菜在人們消費(fèi)水平提高的前提下迅速發(fā)展 [1]。若溫濕度超過設(shè)定范圍，系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)通過 GSM 模塊將報(bào)警信息發(fā)至用戶的手機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。植物生長(zhǎng)需要合適的環(huán)境，需要在一定溫度與濕度范圍內(nèi)才能正常地生長(zhǎng)，因晝夜變化或者天氣驟變導(dǎo)致的溫濕度的 巨大變化，對(duì)植物的生長(zhǎng)造成了不小的負(fù)面影響。 關(guān)鍵詞： 大棚溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)；單片機(jī)； GSM； II Research and Design of the temperature and humidity detection system in greenhouse based on microcontroller and GSM Abstract： With the rapid development of China39。在溫室大棚控制系統(tǒng)中 ， 溫室中的溫度和濕度對(duì)各種蔬菜 、 花卉 、 苗圃等作物的生長(zhǎng)和發(fā)育起著關(guān)鍵性的作用 ， 與大自然中的普通作物相比要求精度較高 。本文研究的蔬菜大棚溫度濕度 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng) 正是這種有效技術(shù)，該系統(tǒng) 旨在 以更經(jīng)濟(jì)的方式 實(shí) 現(xiàn)對(duì)蔬菜大棚內(nèi)的溫度與濕度的 監(jiān)測(cè)與控制 ，為蔬菜生長(zhǎng)提供最有利的環(huán)境條件，從而保證蔬菜的健康生長(zhǎng) 。 總體來說，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的溫室系統(tǒng)已經(jīng)形成規(guī)模，并具備一定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 本文主要 完成的任務(wù)為： （ 1）對(duì) 現(xiàn)有的 大棚溫濕度 檢測(cè) 系統(tǒng)進(jìn)行 調(diào)研 ，從而確定溫度和濕度的監(jiān)測(cè)范圍 及精 度，再根據(jù)調(diào)研 情況 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 總體 功能方案； （ 2） 根據(jù) 總體功能設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)溫濕度檢測(cè) 模塊電路、 GSM 通信模塊 電路與單片機(jī)模塊 硬件 電路 及其相應(yīng) 的軟件 ； （ 3） 制作設(shè)備， 進(jìn)行調(diào)試。 本文研究的主要內(nèi)容是運(yùn)用單片機(jī) 和溫濕度 采集 模塊 等等，對(duì)溫室內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與 顯示 ，當(dāng)溫濕度處于警報(bào)范圍內(nèi)時(shí)進(jìn) 行聲光警報(bào)，并 輔以 GSM 通信 模塊， 在 聲光報(bào)警一段時(shí)間后 仍未解除報(bào) 警 ，通過 GSM 通信模塊將溫濕度相關(guān)信息發(fā)送到指定號(hào)碼，以此 通知相關(guān)人員進(jìn)行相應(yīng)的控制， 使得作物得以 在 適宜 的 環(huán)境中生長(zhǎng)。 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 。 （ 2） STC89C52RC 單片機(jī) STC89C52 是由宏晶公司生產(chǎn)的一種低功耗高性能的 8 位微控制器 ， 指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的 8051，存儲(chǔ)器 為 8K Flash 存儲(chǔ)器 ， 內(nèi)核為 MCS51，擁有許多傳統(tǒng) 51 單片機(jī)所不具備的功能，是一款增強(qiáng)型的 8051 單片機(jī)。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 40 頁 然而 ， 這些傳感器價(jià)格較高，接線復(fù)雜，對(duì) 環(huán)境 要求也較高。TC35IGSM 模塊通過接口連接器和天線連接器分別連接 SIM 卡讀卡器和天線，是一種支持中文短信息的工業(yè)級(jí) GSM 模塊，支持 EGSM900 和 GSM1800 雙頻段，可傳輸語音及數(shù)據(jù)信號(hào)。 LED 數(shù)碼管 是 由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起“ 8”字型的器件，通過 對(duì)這 七個(gè)條形發(fā)光二極管通 以高 /低電平使得相應(yīng)的 發(fā)光 二極管 暗滅 ，顯示出相應(yīng)的字形。當(dāng)溫濕度超過設(shè)定范圍時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警。 P0 端 口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。 在 RST 引腳 上 （ 第 9 引腳 ） 加一個(gè) 持續(xù)時(shí)間為 24 個(gè) 振蕩周期 的 高電平 ， 便可 使 單片機(jī) 成功 復(fù)位 ，本文 采用按鍵復(fù)位，復(fù)位電路如圖 所示。每個(gè)傳感器都 經(jīng)過 極為精確 地 校準(zhǔn)。 DHT11 溫濕度傳感器引腳說明如下 所示 ： 腳 1 為 電源正 腳 （ VDD） ；腳 4 為 接地腳（ GND） 。 腳 2 為 穿心數(shù)據(jù)線腳， 本文 中， DHT11 通訊 口為 ， 所以 DHT11 腳 2 連接 口 。該模塊體積小、重量輕、功耗低、使用簡(jiǎn)單、易于集成。 （ 5） RI 是來電信號(hào)引腳。 第 2 腳： VDD 為電源正。 第 16 腳：背光源負(fù)極。 由于本系統(tǒng)只需要用到 4 個(gè)按鍵，按鍵數(shù)量少，為了更方便地編程與更簡(jiǎn)單有效的電路，本文采用獨(dú)立按鍵方案，即將四個(gè)按鈕連接四個(gè) I/O 口，按鈕的另一端接地。 當(dāng)溫度低于 溫度下限 時(shí) ， =0， LED1 點(diǎn)亮 ；當(dāng) 溫度高于溫度 上 限時(shí)， =0， LED3 點(diǎn)亮 ； 當(dāng) 濕度低于濕度 下 限時(shí)， =0， LED2 點(diǎn)亮 ；當(dāng)濕度高于濕度 上 限時(shí)， =0， LED4 點(diǎn)亮 。 （ 2）與匯編相比， C 語言具有可讀性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、可維護(hù)性強(qiáng)、更易學(xué)的 特點(diǎn) ，因而應(yīng)用更為 廣泛 。當(dāng)采集到的溫度、濕度值超過設(shè)定 范圍時(shí) ，立即啟動(dòng) 聲光報(bào)警 。 //從 DHT11 中 讀取數(shù)據(jù) tmp_do()。 //初始化串口 CLR_Buf()。 //延時(shí) } CLR_Buf()。 //延時(shí) } CLR_Buf()。d0=0。fm=0。d0=0。fm=0。js2++。 其中數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù) 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) ” 所得結(jié)果的末 8 位 [10]。 流程圖 如圖 所示 。 返回值： ans,為 1 時(shí)是指收到 DHT11 的應(yīng)答信號(hào)，為 0 時(shí)是指未收到 DHT11 的應(yīng)答信號(hào)。 //拉高 并 延時(shí) 等待 delay(3)。 TH0=0X00。 //等待從機(jī)發(fā)送的高電平完成 TR0=0。 //溫度的小數(shù) CRC = dht11_read()。 } 函數(shù)名： dht11_got 功能 ：從 DHT11 中讀溫度的整小數(shù)，濕度的整小數(shù)，校驗(yàn)碼 void dht11_got() 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 共 40 頁 { if(dht11_ini()) //發(fā)送開始信號(hào) { TH_RH = dht11_read()。i++) { TL0=0X00。 //等待應(yīng)答完成 return ans。 //主機(jī)拉高 電平 delay(1)。 當(dāng)最后 1bit 數(shù)據(jù)傳送完畢后 ， DHT11 拉低總線 50us， 隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。通 信 過程如圖 示 。傳感器擁有一個(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。Delay_ms(20)。fm=1。Delay_ms(20)。fm=1。 while(1) { system()。 //文本 (TEXT)模式 lcd_str(0,0,init gsm * )。 //發(fā)送聯(lián)機(jī)指令 lcd_str(0,0,init gsm )。 //光標(biāo) 位置 uint8 js1=0,js2=0。然后 再設(shè)置文本短信通信方式，設(shè)置成功后進(jìn)入 主循環(huán)。 （ 2）鍵盤輸入。 Keil提供了包括 C 語言編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起 。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁 共 40 頁 報(bào)警 硬件電路設(shè)計(jì) 當(dāng)溫濕度超過所設(shè)定溫濕度