【正文】 ............................... 3 系統(tǒng)組成及工作原理 ................................................ 3 單片機(jī) ............................................................ 4 AT89C51 單片機(jī)功能 ........................................... 4 AT89C51 單片機(jī)引腳及構(gòu)成 ..................................... 5 溫濕度傳感器 ...................................................... 7 SHT10 溫濕度傳感器 ........................................... 7 SHT10 傳感器引腳及參數(shù) ....................................... 7 LCD1602 ........................................................... 9 LCD1602 主要技術(shù)參數(shù) ........................................ 10 LCD1602 引腳電路圖 .......................................... 10 警報(bào)系統(tǒng) ......................................................... 11 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .................................................... 12 初始化與數(shù)據(jù)采集模塊 ............................................. 12 數(shù)據(jù)判斷模塊 ..................................................... 13 LCD1602 顯示模塊 ................................................. 13 警報(bào)模塊 ......................................................... 15 第四章 仿真與調(diào)試 ...................................................... 16 第五章 結(jié)論 ............................................................ 20 致謝 .................................................................... 21 參考文獻(xiàn) ................................................................ 22 附錄 .................................................................... 23 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) II 基于單片機(jī)的智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要 : 在科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，智能溫室大棚應(yīng)運(yùn)而生，它能讓農(nóng)作物擁有更好的生長(zhǎng)環(huán)境 。將單片機(jī)運(yùn)用到對(duì)大棚內(nèi)溫度、濕度的采集與監(jiān)控，提出了基于單片機(jī)的智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 Monitoring system 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 第 一 章 緒論 課題背景及目的 中國(guó)自古以來(lái)是農(nóng)業(yè)大國(guó)， 數(shù)千年來(lái)一直以種植業(yè)為主 。 許多環(huán)境條件都在影響著農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì) ，例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照強(qiáng)度等，這些因素都與植物的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)， 人們手工的對(duì)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)不僅測(cè)量不準(zhǔn)確，而且不能連續(xù)作業(yè) ，容易造成經(jīng)濟(jì)損失，很難達(dá)到種植的預(yù)期效果，也不利于 提高 種植 質(zhì)量和規(guī)模 ，信息化程度 難以 提升 [1]。上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，我國(guó) 開(kāi)始把 將溫室大棚結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)與用到農(nóng)業(yè)發(fā)展上 ， 90 年代又研發(fā)出了溫室大棚的控制管理系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能對(duì)湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 溫濕度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)等綜合控制。歐美國(guó)家的大棚機(jī)械化程度很高，不僅僅再是人們繁瑣的對(duì)大棚內(nèi)環(huán)境進(jìn)行手工改善，智能機(jī)械化大棚能夠利用機(jī)械化技術(shù)，對(duì)大棚進(jìn)行自我調(diào)節(jié)與操作。在硬件設(shè)計(jì)部分中，傳感器、單片機(jī) 、 顯示屏、報(bào)警器等 硬件 相互 兼容，為整套監(jiān)控系統(tǒng)提供了強(qiáng)有力的硬件支撐。 在系統(tǒng)的軟件部分， 系統(tǒng)初始化數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)判斷模塊、 LCD 顯示模塊、警報(bào)模塊 ，其中，數(shù)據(jù)收集模塊由 SHT10 溫濕度傳感器來(lái)完成，數(shù)據(jù)判斷模塊由預(yù)設(shè)程序來(lái)執(zhí)行 。為了滿足嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，各種系統(tǒng)的發(fā)展都要求其有智能化控制能力。在掉電模式下，振蕩器停止工作來(lái)保護(hù) RAM 的數(shù)據(jù)，阻止其他芯片功能，直到外部中斷或硬件復(fù)位被激活。 GND： 接 地。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路 輸入端。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 ROM： 只讀存儲(chǔ)器 ，存放原始數(shù)據(jù)、程序等。 時(shí)鐘電路如圖 24 所示 圖 24 單片機(jī) 時(shí)鐘電路 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 溫濕度傳感器 溫度和濕度對(duì)于生長(zhǎng)過(guò)程中的農(nóng)作物來(lái)說(shuō)，是最為重要的環(huán)境因素之一 ，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，植物將面臨長(zhǎng)勢(shì)差，甚至凋亡。未來(lái)的高精度溫濕度傳感器將越來(lái)越智能化、微型化、大眾化，運(yùn)用到的領(lǐng)域也將越來(lái)越廣闊。它 是將液態(tài)晶體放置在 兩片平行的 玻璃 基板 之間 ， 兩塊玻璃中間有很多電線，上 下玻璃基板分別設(shè)置： 薄膜晶體管（ TFT） 、 彩色濾光片，通過(guò) 上電、改變電壓、信號(hào)來(lái) 操控 水晶 分湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向， 把光線折射了出來(lái)從而產(chǎn)生畫面 ， 達(dá)到顯示目的。 設(shè)計(jì)流程圖如圖 31所示： 圖 31 運(yùn)行流程圖 初始化 與數(shù)據(jù)采集 模塊 系統(tǒng)初始化模塊主要功能：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、設(shè)定系統(tǒng)工作狀態(tài)。經(jīng)模塊判斷，如果當(dāng)前的溫濕度參數(shù)超出了預(yù)設(shè)范圍，那么系統(tǒng)將觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)。 delay(5)。 } void lcd_int() //lcd1602 初始化 { en=0。 w_str(table1)。 for (j = 0。 } else { SPK = 1。 我們將寫好的程序編入 Keil uVsion4 中 ，并形成 hex 文件。 在單片機(jī)應(yīng)用發(fā)展初期的中國(guó)， MCS51 系列的單片機(jī)在國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用得十分普遍 [12]。 同時(shí) 衷心感謝我的父母家人，感謝他們對(duì)我的生活、學(xué)習(xí)、工作的物質(zhì)與精神上的支持和照顧，使我能夠?qū)ＷW(xué)習(xí)，得以順利畢業(yè)。 //溫濕度傳感器控制端 sbit DATA=P3^7。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 24 uchar ge=0,shi=0,bai=0。k++) for(j=0。 } void w_data(uchar dat) //lcd1602 讀數(shù)據(jù) { rs=1。 w_cmd(0x0c)。 for (i=0x80。_nop_()。 DATA=1。 //clk 9 for ack _nop_()。 //Initial state 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 27 _nop_()。_nop_()。 SCK=0。 s_transstart()。i++) if(DATA==0) break。 // for 12 Bit const float C3=。 // t_C : Temperature [癈 ] t_C=t* 40。 logEx=+*t/(+t)+(log10(h)2)。 w_cmd(0xc0+13)。checksum,HUMI)。,amp。 w_cmd(0x80+8)。 if(temset) //溫度高于設(shè)定，報(bào)警 { for (i = 0。 j 100。 } led=0。 i++) { SPK = 0。 delay(10)。 //calculate humidity, temperature dew_point=calc_dewpoint(,)。,amp。 //顯示攝氏度的“上圓”符號(hào) w_cmd(0xc0+14)。 return dew_point。 //calc. humidity from ticks to [%RH] rh_true=(t_C25)*(T1+T2*rh)+rh_lin。 // for 14 Bit 5V const float T2=+。 // or timeout (~2 sec.) is reached *(p_value) =s_read_byte(ACK)。 break。i9。 _nop_()。 _nop_()。_nop_()。i0。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 26 } DATA=1。i/=2) //shift bit for masking { if (i amp。 w_cmd(0x01)。 en=1。j++)。 //設(shè)定溫度 *10 /**********************數(shù)組定義 ***************************/ uchar code table0[]= Hum= % 。 sbit led=P1^6。 最后，向?qū)忛單艺撐牡睦蠋熀蛥⑴c答辯的評(píng)審表示由衷的感謝。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在很大程度上提高了我的獨(dú)立思考和動(dòng)手能力，考察了我的專業(yè)知識(shí)，將課堂上 所 學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際中，更加體會(huì)到了鉆研、創(chuàng)新的重要性。 根據(jù)設(shè)計(jì)需要， 結(jié)合 Proteus 中已 有的 功能 ， 選擇適合的元器件，在 Proteus 中繪制出整體電路圖，如圖 42 所示： 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 圖 42 整體電路 整體電路主要由 AT89C51 單片機(jī)、 SHT10 溫濕度傳感器、 LCD1602 液晶顯示器、 LED燈、蜂鳴器以及各類電子元器件組成，選擇合適的位置對(duì)元器件進(jìn)行整體布局，形成簡(jiǎn)單、實(shí)用、高效的整體電路圖。 } 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 16 第 四 章 仿真 與 調(diào)試 在本設(shè)計(jì)中，我們用到了 Keil uVsion Proteus 進(jìn)行軟硬件的仿真調(diào)試。 j++)。單片機(jī)控制 LED 燈的報(bào)警狀態(tài)，經(jīng)過(guò)與預(yù)設(shè)溫濕度值的對(duì)比，系統(tǒng)測(cè)得的溫濕度值在其預(yù)設(shè)的安全范圍內(nèi)， LED 等不被激活點(diǎn)亮；一旦超出了預(yù)設(shè)范圍， LED 被激活亮燈。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 w_cmd(0x0c)。 } void w_data(uchar dat) //lcd1602 讀數(shù)據(jù) { rs=1。 判斷流程如 32 所示 ： 圖 32 判斷流程圖 LCD1602 顯示模塊 系統(tǒng)的所測(cè)得的溫度值和濕度值是由 LCD1602 進(jìn)行顯示的