【導讀】本科生畢業(yè)設計（論文）。完成日期2020年5月。智能大棚管理系統設計。指導教師（職稱）：曹原（講師）。[摘要]本系統以AT89C52為核心，通過溫度傳感器DS1820、溫濕度傳感器。由諾基亞5110液晶來實時顯示各傳感器采集到的數。用戶根據需要預先輸入預設值，當實際測量的溫濕度和光照強度不符合預設的溫濕。度和光照強度標準時，發(fā)出報警信號，并通過加熱電路控制加熱絲加熱提高溫度，轉動。風扇降低溫度，控制抽水電機調節(jié)濕度，控制LED調節(jié)光照強度，為大棚提供適合的生。從而提高農作物生產效率改善作物生長條件。[關鍵詞]蔬菜大棚；溫控系統；光控系統；濕控系統；信號處理系統

　　

【正文】 B20也初始化化，然后將 DHT11也初始化（初始化程序在沒個模塊的程序里，由個個模塊多個函數組合而成。要是系統實時工作就讓其一直循環(huán)，所以我用了 while（ 1）循環(huán)的方法，接著將調用溫度函數，光照強度函數， DHT11函數，信號處理函數，按鍵函數等，讓其一直運行下去。 主程序的控制程序框圖如圖 30所示。 系統調試 智能大棚管理系統所傳感器較多 （包括溫室度傳感器 DHT1土壤濕度傳感器、光照強度傳感器 BH1750，溫度傳感器 18B20） ，不僅要有單片機方面的 相關知識 ，還要對各種傳感器有一定的認識。除此之外還要去學生具備相當的扎實的 c 語言知識，這對篇量的程序編寫都非常有幫助。同時又考察學生的邏輯能力，各種傳感器的綜合應用，需要不斷的實踐檢驗，鍥而不舍的調試才能達到目標。調試過程中使用的是 keil 軟件和單片機不停的下載 實驗。 智能大棚管理系統 26 No 循環(huán)結束 Yes 圖 30 主程序程序流程圖 調試手段 為檢驗各模塊是否按要求進行正常工作，借助萬用表、函數信號發(fā)生器、示波器以及各類軟件進行調試，通過測試結果完成對 各個模塊完成功能的評估，對整體練調是一種很好的促進手段。 程序 調試界面如圖 31 所示。 各種工具的特點如下： （ 1） 數字萬用表： 可用來測量直流和交流電壓、電流、電阻、電容、二極管、三極管、溫度、頻率、電路通斷等。 測試精度三位半?？梢詭椭覀冞M行初期硬件的調試。 （ 2） KEIL 軟件：進行程序的編寫與調試，將各底層驅動與功能語句在軟件中編寫。同時還可以生成各種所需要的 HEX 可執(zhí)行文件。 （ 3） 串口調試助手：串口調試工具是通過串行通信接口與主控芯片的進行信息交互，其輸出波特率與數據幀的格式都可以進行設置，具有使 用靈活、操作簡便的特點。 開始 初始化 BH1750 DS18B20 初始化函數 調用 dht11 函數 receive() 調用光照控制函數 conversion() conversion()conversion() 調用溫度控制 函數 wendu() 調用按信號處理函數 如果 1=1 調用界面控制函數 智能大棚管理系統 27 這些調試工具入門簡單、不僅可以全面的了解的硬件電路的各項性能指標，也可以觀察微處理器中各個寄存器的值和狀態(tài)，為我們調試提供了諸多方便。 圖 31 程序調試界面 系統調試與結果分析 分別完成系統的軟件和硬件設計之后，要完成整個設計，還要通過軟件和硬件的整機調試測試來觀察是否能夠達到預期目的，實驗結果如圖 32 所 示 。 圖 32 實驗結果 智能大棚管理系統 28 實驗結果分析 系統上電之后處于工作模式， 其顯示結果如上圖中的圖 33 所示。此時諾基亞 5110液晶上顯示的結果分別為溫度傳感器 ds18b20 檢測到的溫度、光照強度傳感器BH1750FVID 檢測的的光照強度、溫濕度傳感器 DHT11 檢測到的濕度和溫度。這些數據都是時時監(jiān)控的。當我們按 一下 下按鍵 s1 時進入到 溫度上下限 設置界面如 圖 34 所示 ，當我們按第二下按鍵時進入光照強度上下限設置界面 ，當我們按第三下 s1 時進入到濕度設置界面，光照強度設置界面和濕度設置界面結果和圖 34 類似，在顯示界面的相應位置顯示。當我們要設置溫度上限和下限時我們就按一下 s1；當我要設置光照強度上限和下限時我們就按兩下 s1；當我們要設置 濕度上限和下限時我們就按三下 s1。進入到設置界面后如果我們要設置上限值就按按鍵 s2，想要設置下限值就按一下按鍵 s2。每個設置界面對應設置按鍵一樣，單步進值不一樣；溫度步進值時 1，光照強度步進值時 100，濕度步進值時 1。這是根據他們的特性而設計的。 圖 33 顯示界面 圖 34 設置 界面 (1)為了方便觀察現象我們系通剛進入工作模式時，溫度上限是 15 攝氏度， 下限時 25 攝氏度，而測試時的室內溫度時 23 攝氏度 。 這樣一來 ，我們設定的上限值低于實際的值，我們發(fā)現散熱風扇開始旋轉，而設定的下限值也超過了 我們設置的范圍我們發(fā)現加熱絲也開始了加熱。 如圖 35 所示，分別是加熱中的加熱絲和旋轉中的風扇。 (2)而剛進入系統時光照強度的設定的上限的上限值時 1000Lx(勒克斯 )，下限值時100Lx，當我們用手電筒照射時，設定的值低于了實際的值，這時發(fā)現單片機發(fā)出報警、步進電機正轉，而當我們用手遮住光照強度傳感器時，傳感器覺察到的光照強度為 0，發(fā)現步進電機反轉，繼電器工作狀態(tài)反轉從而帶動日光燈光工作。 (3)上電后由于我設定的濕度值是 60%，我將土壤濕度傳感器從水中拿出發(fā)現抽水電智能大棚管理系統 29 機開始抽水，當我在將傳感器放入水中時發(fā)現 抽水電機停止了工 作。 圖 35 加熱絲和風扇 從實驗結果我們可以看出，智能大棚管理系統時一個時時監(jiān)控檢測的系統， 能時時顯示并控制大棚中的溫度、濕度、光照強度，還能通過過按鍵針 對不同作物設置不同的生成環(huán)境，并通過外設硬件電路對環(huán)境做出調節(jié) 。 智能大棚管理系統 30 結束語 本系統實現的是基于單片機技術的大棚環(huán)境管理控制的設計。首先參考了網上各種程序，并分析理解了它們編寫的優(yōu)點與不足，并借鑒了它們編寫方法分應用到該系統中，研究了他們多種程序的設計方法，查閱了只能大棚的相關設計，初步設計 智能大棚管理系統的 方案，并探討其實現的 實用性和可行性。其次是對于芯片的選擇也就顯示的很 重要 了 ，系統選用了性價比高的基于 AT89C52 芯片作為處理器，該 芯片 能夠很好的完成這個 系統所需 全部 的功能。在熟悉了軟硬件開發(fā)環(huán)境后 ； 采用模塊 編程的設計方法，把整個系統化分為多個小系統 并 一個一個實現再拼接起來組成一個完整的智能大棚管理系統栽培管理系統 。 本課題研究的開發(fā)平臺小巧，功能齊全，成本低，使用 5110 液晶進行實時數值顯示，通過按鍵使該系統具有良好的人機交互界面，很適在大眾里推廣使用，在未來幾十年里智能化的發(fā)展的一大趨勢，通過一代代人的不懈努力，必將使其更好的為我們人類服務。 電子技術發(fā)展日新月異，未來本系統還可以有進一步的完善： （ 1）提高各種傳感器的穩(wěn)定性，要想對大棚內的各種環(huán)境實時監(jiān)控，必須把更多環(huán)境信號集出來，而本系統采集的信號一直不是十分穩(wěn)定。 （ 2）改善系統算法，由于此系統編寫程序不是太理想， 導致按鍵變得沒那么靈敏。 （ 3） 本系統處在 一種實驗室階段，不是很穩(wěn)定很難推廣實用。 智能大棚管理系統 31 參考文獻 [1] 李戍 ,陳建輝 .溫室溫濕度控制系統 [J].中華自控 ,2020(8):2531 [2] 高智富 .溫室環(huán)境控制技術的現狀及發(fā)揮趨勢 [J].中國市場學術論叢 ,2020(9):106109 [3] 楊衛(wèi)中 ,張曙光 ,蔡振江等 .溫室自動控制系統的試驗研究 [J].農業(yè)工程學報， 1999,1（ 3）： 459261 [4] 傅志剛 .溫室溫濕度自動控制系統 [J].建材技術與應用 ,2020(6):2728 [5] 李相白 ,楊澤林 ,李建春 等 .基于類別的溫室溫濕度變化率相關性研究 [J].安徽農業(yè)科 技 ，2020 ,37(15):73067309 [6] 李興山 ,崔衛(wèi)青 .基于溫室溫濕度控制系統的研究 [J].安徽農業(yè)科 技， 2020,37（ 22）： 1070410740 [7] 馮帆 ,邱立春 ,劉維佳 .模糊控制在溫室溫濕度控制系統中的應用 [J].農機化研 究 ,2020(6):148150 [8] 張為民 .溫濕度測控系統中的智能控制器研究 [J].西北民族大學學報 ,2020,25(2):4246 [9] 彭晏飛 ,董莉 .溫室溫濕度控制系統設 計 [J].遼寧工程大學學報 ,2020(8):7375 [10] 曾一凡 ,付文斌 ,陳養(yǎng)彬 .溫室自動控制系統中模糊控制器的設計 [J].農機化研 究， 2020（ 5）： 161166 [11] 劉建民 ,包長春 .新型溫濕度測控系統的設計與控制算法 [J].西藏科技 ,2020(6):6264 [12] 徐璜 ,崔秋實 ,黃英等 .新型智能溫室模擬系統及其控制 [J].中國高新技術企 業(yè)， 2020（ 2） :5254 [13] 譚偉 ,徐玲 .智能溫室溫濕度控制系統設計及其仿真 [J].東北林業(yè)大學學 報， 2020,36（ 8）： 8789 [14] Jackson user’s Guide to Principle Components[J].New York:WileyInterscience,1991 [15] Glasmeier A , Howland M . ServiceLed Rural Development :Deflinitions Theories andEmplrical Evidence[J] . Intemational Science Review , 1994(16) :197229 智能大棚管理系統 32 附錄 程序 include include ///sbit q1=P0^1。 void main() { Init_BH1750()。 //初始化 BH1750 LCD_init()。 //初始化 LCD 模塊 DS_init()。//DS18B20 初始化函數 while(1) { wendu()。 conversion()。 receive()。//接收數據 tiaoshi()。//調用顯示介面控制程序 waishe()。//信號處理程序 anjian()。//按鍵調節(jié)程序 tiaoshi()。// // q1=0。 } }} ifndef _LCD_H_ define _LCD_H_ include include //引腳定義 //學校單片機 sbit sce=P1^1。//片選引腳 智能大棚管理系統 33 sbit rst=P1^0。//復位引腳 sbit dc=P1^2。//數據命令選 擇 sbit dn=P1^3。//數據輸入 sbit sclk=P1^4。//時鐘信號 sbit led=P1^5。//背光控制 void display_gq()。 uchar table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}。 uchar code hanzi[]={ /* 文字 : 溫 */ /* 宋體 12。 此字體下對應的點陣為：寬 x 高 =16x16 */ 0x10,0x60,0x02,0x8C,0x00,0x00,0xFE,0x92,0x92,0x92,0x92,0x92,0xFE,0x00,0x00,0x00, 0x04,0x04,0x7E,0x01,0x40,0x7E,0x42,0x42,0x7E,0x42,0x7E,0x42,0x42,0x7E,0x40,0x00, /* 文字 : 度 */ /* 宋體 12。 此字體下對應的點陣為：寬 x 高 =16x16 */ 0x00,0x00,0xFC,0x24,0x24,0x24,0xFC,0x25,0x26,0x24,0xFC,0x24,0x24,0x24,0x04,0x00, 0x40,0x30,0x8F,0x80,0x84,0x4C,0x55,0x25,0x25,0x25,0x55,0x4C,0x80,0x80,0x80,0x00, /* 文字 : 光 */ /* 宋體 12。 此字體下對應的點陣為：寬 x 高 =16x16 */ 智能大棚管理系統 34 0x40,0x40,0x42,0x44,0x58,0xC0,0x40,0x7F,0x40,0xC0,0x50,0x48,0x46,0x40,0x40,0x00, 0x80,0x80,0x40,0x20,0x18,0x07,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x40,0x40,0x40,0x40,0x78,0x00, /* 文字 : 強 */ /* 宋體 12。 此字體下對應的點陣為：寬 x 高 =16