【正文】 穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性要求這三個(gè)方面之后，確定以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，選用性價(jià)比比較高的傳感器，來實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化碳濃度、溫濕度的準(zhǔn)確檢測。 關(guān)鍵詞：日光溫室，二氧化碳濃度，溫濕度，單片機(jī)，測控 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 II Design of carbon dioxide infrared detector based on MCU Abstract As our country realizes the paratively welloff level basically, people39。 中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是日光溫室已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。因此，為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)溫室內(nèi)二氧化碳的濃度，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜，水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)、高效益的重要環(huán)節(jié)。目前，國外現(xiàn)代化溫室的內(nèi)部設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn) 【 6】 。目前我國引進(jìn)溫室的測控系統(tǒng)大多投資大、運(yùn)行費(fèi)用過高，并且測控系統(tǒng)中所側(cè)重考慮的環(huán)境參數(shù)與我國的氣候特點(diǎn)存在矛盾。 課題的主要內(nèi)容及研究意義 為適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要 ,根據(jù)以上分析存在的問題，本論文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的二氧化碳濃度檢測系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集與處理模塊能夠完成溫室內(nèi)二氧化碳濃度的模擬量的采集和處理，結(jié)果送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或傳輸給監(jiān)控服務(wù)器，由監(jiān)控服務(wù)器存儲(chǔ)和管理，輸出控制模塊主要負(fù)責(zé)與主機(jī)相連接時(shí)溫室執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；通信模塊則是基于 RS232 總線，由雙絞線進(jìn)行遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)傳 輸，實(shí)現(xiàn)檢測器和主機(jī)的通信。 詳細(xì)設(shè)計(jì) 本文通過以上對(duì)陽光溫室蔬菜中的參量及其相互關(guān)系的分析研究，對(duì)檢測系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，采用 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89S52 單片機(jī)、美國生產(chǎn)的紅外二氧化碳傳感器 6004。它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)的，在智能控制系統(tǒng)中，微控制器得到了廣泛的應(yīng)用 【 14】 。此外， AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為 0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。但是，空氣中二氧化碳濃度的測量，是一個(gè)比較困難的問題，因?yàn)樗婕暗綔y量方法、信號(hào)的獲取和測量設(shè)備的成本。 ，氣體介質(zhì)的厚度為 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為積分常數(shù)。吸收系數(shù)取決于氣體特性，各種氣體的吸收系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。分析二氧化碳?xì)怏w時(shí)，紅外光源發(fā)射出 1～ 20錯(cuò)誤 !未找到引用源。因此在信號(hào)變化緩慢，現(xiàn)場干擾嚴(yán)重的場合，易采用雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器。 8 位分辨率 ； . 逐次 逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 11 178。C to +70176。 CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 CLK 芯片時(shí)鐘輸入。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 12 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路 ： 圖 ADC0832 與單片機(jī)的接口電路 ADC0832 為 8位分辨率 A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá) 256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。當(dāng)要進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。到第 3 個(gè)脈沖的下沉之后 DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后 DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出 DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。如果作為由 IN+與 IN輸入的輸入時(shí)，可是將電壓值設(shè)定在某一個(gè)較大范圍之內(nèi)，從而提高轉(zhuǎn)換的寬度。運(yùn)行轉(zhuǎn)換子程序后的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值被放入 B 中。最高數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá) ，最長傳送電纜可達(dá)到 15 米。 MAX232C 的引腳 T1IN， T2IN， R1OUT， R2OUT 為接 TTL/CMOS 電平的引腳，引腳 T1OUT， T2OUT， R1IN， R2IN 為接 RS232C 電平的引腳，因此 TTL/CMOS 電平的 T1IN， T2IN 引腳應(yīng)接 MCS51 的串行發(fā)送引腳 TXD； R1OUT， R2OUT 應(yīng)接 MCS51 的串行接收引腳 RXD。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。 LED 是近似于恒壓的元件，導(dǎo)電時(shí)的正向壓降一般為 或 左右，反向擊穿電壓一般大于等于 5V，工作電流通常在 10～ 20mA 左右，故電路中需串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?。因此，使?C 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)已成為軟件開發(fā)的一個(gè)主流。它的工作過程是 :系統(tǒng)上電后，單片機(jī) AT89S52 進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，同時(shí)完成對(duì)各個(gè)端口的初始化工作。數(shù)據(jù)采集子程序的功能是把各個(gè)參數(shù)變送器輸入的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。 顯示子程序模塊 常用的顯示方案有兩種：串口和并口。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 27 7 程序清單 include include include define uint unsigned int define uchar unsigned char define ulong unsigned long define LCD_DATA P0 uchar Read_ADC0832(uchar CH)。c0。 sbit LCD_E =P2^7。 uint CO2_Num1。Num_Con++) { V_Date=V_Date+Read_ADC0832(0)。 V_View[2]=V_Date%100/10+0x30。 CO2_View[1]=CO2_Num1%10000/1000+0x30。)amp。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 31 CO2_View[2]=39。 CO2_View[1]=39。 } lcd_1602_word(0xc8,5,CO2_View)。 ADC_CS=0。 //拉高時(shí)鐘 _nop_()。 //通道 1 的第一位 _nop_()。 } ADC_Clk=0。 ADC_Clk=0。 _nop_()。 //拉高輸出端，方便下次通道選擇 DI端有效 ADC_Clk=1。 LCD_WriteData(Data_Word)。 LCD_DATA=LCD_1602_DATA。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 37 LCD_E=1。 //display mode LCD_WriteCom(0x38)。b0。本課題圍繞二氧化碳濃度檢測器的設(shè)計(jì)，完成的主要工作總結(jié)如下： (1) 二氧化碳濃度檢測功能。 (5)便攜易用功能。 (3)報(bào)警功能。 } 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 39 8 結(jié)論 通過大量文獻(xiàn)解讀與系統(tǒng)分析、研究、設(shè)計(jì)，在導(dǎo)師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，終于基本完成了開題報(bào)告 中確定的任務(wù)。 //顯示清屏 delay5ms()。 } void InitLcd() { delay5ms()。//操作前短暫延時(shí)，保證信號(hào)穩(wěn)定 LCD_E=0。 LCD_RS=1。 LCD_WriteCom(Adress_Com)。 } if(dis0==dis1) //兩次結(jié)束數(shù)據(jù)比較，若相等 date=dis0。i8。i++) //讀取前 8 位的值 { _nop_()。 ADC_DI=1。 ADC_Clk=1。 if(CH==0) //通道選擇 { ADC_Clk=0。 uint date。 CO2_View[3]=39。 CO2_View[4]=39。 if(CO2_Num110000) { CO2_View[0]=39。 if(CO2_View[0]==0x30) CO2_View[0]=39。 CO2_Num=CO2_Num/47。 V_Date=V_Date*。 lcd_1602_word(0x80,16,Voltage: V)。 sbit ADC_CS=P1^3。a0。 /********LCD1602 命令 寫入***********/ void lcd_1602_word(uchar Adress_Com,uchar Num_Adat,uchar *Adress_Data)。在譯碼方面有硬件和軟件兩種方式，為了減小硬件的復(fù)雜程度，設(shè)計(jì)采用軟件查表譯碼的方法。其中轉(zhuǎn)換子程序是在主程序中調(diào)用的，目的是為了不占用很長的中斷時(shí)間。主程序流程圖如圖 。本文的整個(gè)程序主要由主程序和若干子程序組成。 本文采用的是帶報(bào)警記憶功能的報(bào)警設(shè)計(jì)，帶報(bào)警記憶功能指的是巡測至當(dāng)前通道時(shí)有報(bào)警則輸出報(bào)警，巡測至下通道如無報(bào)警但報(bào)警輸出繼續(xù)，直至所有通道均無報(bào)警方停止輸出報(bào)警。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性的振動(dòng)發(fā)聲。 蜂鳴器簡介 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 MAX232C 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的低功耗，單電源雙 RS232 發(fā)送 /接受器。這個(gè)通信口既可以用于網(wǎng)絡(luò)通信，亦可實(shí)現(xiàn)串行異步通信，還可以構(gòu)成 同步移位寄存器使用。數(shù)據(jù)讀取程序以子程序調(diào)用的形式出現(xiàn)，方便了程序的移植。隨后輸出 8位數(shù)據(jù)，到第 19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次 A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。 表 1 如表 1所示，當(dāng)此 2位數(shù)據(jù)為“ 1”、“ 0”時(shí)，只對(duì) CH0 進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V 之間。 DI 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 CS 片選 使能，低電平芯片使能。 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 32μS ； 178。 因此它廣泛應(yīng)用在速度要求不高，而精度要求較高的各種領(lǐng)域中。 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口電路 接口是計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備交 換信息的橋梁，它包括輸入接口和輸出接口。若吸收介質(zhì)中含 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則式（ ）可寫成： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ ） 式中 K為比例常數(shù)。其測量精度：二氧化碳濃度相對(duì)誤差 2%；檢測重復(fù)性 1%；測量范圍：二氧化碳濃度 0～ 5%?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大都采用溫室大棚進(jìn)行作物的栽培和培育。 AT89S52 是一種低功耗、低價(jià)格，高性能 8位微處理器。本設(shè)計(jì)采用的 是聲光報(bào)警，聲光報(bào)警主要是控制蜂鳴器的發(fā)聲頻率和控制指示燈，使其一亮一滅，從而達(dá)到報(bào)警的目的。 3．人機(jī)對(duì)話接口 LED 顯示系統(tǒng)：顯示溫室內(nèi)的二氧化碳濃度環(huán)境參數(shù)值。 中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 4 2 系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 為了便于管理本設(shè)計(jì)以上、下位機(jī)模型為陽光溫室測控系統(tǒng)。因此，以上產(chǎn)品的推廣使用價(jià)值仍然不大 【 10】 。與此同時(shí)，從 1979 年至 1994 年，從歐美、日本等國家引進(jìn)了一系列現(xiàn)代化溫室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 20 世紀(jì) 60 年代，生產(chǎn)型的高級(jí)中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 2 溫室開始應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，奧地利首先建成了番茄生產(chǎn)工廠， 70年代后荷蘭、日本、美國、英國、以色列等國家的溫室園藝迅猛發(fā)展，溫室設(shè)施廣泛應(yīng)用于園藝作物生產(chǎn)、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。以日光溫室為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。 temperature。 本系統(tǒng)具有易于操作、運(yùn)行可 靠、便于擴(kuò)充等特點(diǎn)。二氧化碳?xì)怏w對(duì)農(nóng)作物的生長起著非常重要的作用。針對(duì)不同的參數(shù)，可以通過鍵盤人為設(shè)定作物所期望的上、下限值。s living standards generally improve, especially the Large and medium cities need to supply the fresh vegetables in anniversary, This needs to develop production of the greenhouse Carbon dioxide on crop growth and plays a very important role. In recent years, the rural north China have formed a greenhouseled industrialization of agriculture, therefore, applied for th