【正文】 圖 1480芯片圖 入，隔離電壓可達(dá) 1600V。 串行 通信由于接線少、成本低，在數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品也多種多樣 。 因 RS485 為半雙工的，當(dāng)用于多站互連時(shí)可節(jié)省信號(hào)線，便于高速、遠(yuǎn)距離傳送。它一端可與 RS422 連接，另一端則可與 RS232C連接，提供了一種從舊技術(shù)到新技術(shù)過渡的手段。 RS422 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用平衡驅(qū)動(dòng)差分接收電路，提高了數(shù)據(jù)傳輸速率 (最大位 速率 0Mb/s)，增加了傳輸距離 (最大傳輸距離 1200m)。另外，還有RS485，它是 RS422 的變形。它除了保留與 RS232C 兼容的特點(diǎn)外，還在提高傳輸速率，增加傳輸距離及改進(jìn)電氣特性等方面作了很大努力，并增加了 10 個(gè)控制信號(hào)。在分布式控制系統(tǒng)和工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)中，傳輸距離常介于近距離 (20m)和遠(yuǎn)距離 (2km)之間的情況，這時(shí) RS232C（ 25 腳連 接器 ） 不能采用，用 Modem又不經(jīng)濟(jì)，因而需要制定新的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。但它采用單端驅(qū)動(dòng)非差分接收電路，因而存在著傳輸距離不太遠(yuǎn) (最大傳輸距離 15m)和傳送速率不太高 (最大位速率為 20Kb/s)的問題。 系統(tǒng)串行接口標(biāo)準(zhǔn)選擇 在數(shù)據(jù)通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)以及分布式工業(yè)控制系統(tǒng)中，經(jīng)常采用串行通信來交換數(shù)據(jù)和信息。雖然 RS485 是采用差動(dòng)方式，但是為了使 RS485 能 正常工作，需要限制公共模式電壓，一般每個(gè)接收器的輸入對地電壓在 7V到 +12V 之間，以接收器的地線為參考。雖然不是 100%的抵消，但也 是被極大地削 弱。雙絞線在消除由于磁禍合引起的低頻干擾方面是有效的。其特點(diǎn)是在其中的一個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)，使整個(gè)通訊還可以正常進(jìn)行。 。 。 。 RS485 的連接 為了構(gòu)建無故障 RS485 連接，一般需遵循下面 7 條準(zhǔn)則 ： 。很多 RS485 連接有一個(gè) 120 歐姆的電阻，這個(gè)電阻橫跨這個(gè)連接兩端的差動(dòng)連線。接收器的一個(gè)高阻抗減少了連接中的電流，并且增加了連接中的電池壽命 。一個(gè) RS485 使用的總電流隨著連接中元件阻抗的變化而變化，這些元件包括驅(qū)動(dòng)器、電纜、接收器以及終端負(fù)載元件。對于一個(gè)有效的輸出，輸出 A和 B之間的壓差必須至少為 。 （ 5） 因 RS485 接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口 。而 RS485 接口在總線上是允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器。 （ 3） RS485 接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干 能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。接口信號(hào)電平比 RS232C 降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的 。 4) 奇 偶校驗(yàn)位：在串口通信中一種簡單的檢錯(cuò)方式。如何設(shè)置取決于你想傳送的信息。 2) 數(shù)據(jù)位：這是衡量通信中實(shí)際數(shù)據(jù)位的參數(shù)。對于兩個(gè)進(jìn)行通行的端口，這些參數(shù)必須匹配： 1） 波特率：這是一個(gè)衡量通信速度的參數(shù)。其他線用于握手，但是不是必須的。通 信使用 3 根線完成：地線 、 發(fā)送 、 接收。同時(shí)，串口通信協(xié)議也可以用于獲取遠(yuǎn)程采集設(shè)備的數(shù)據(jù)。大多數(shù)計(jì)算機(jī)包含兩個(gè)基于 RS232 的串口。 電 源引 腳（ VDD， GND） 之間可增加一 個(gè) 100nF 的電容 ，用 以 去耦 濾 波 。 圖 應(yīng)用電路圖 、 電源引腳 DHT11的供電電壓為 3－ 。 1 177。 1 %RH/yr 溫度 分辨率 1 1 1 ℃ 8 8 8 Bit 重復(fù)性 177。 5 %RH 互換性 可 完 全 互 換 量程范圍 0℃ 30 90 %RH 25℃ 20 90 %RH 50℃ 20 80 %RH 響應(yīng)時(shí)間 1/e(63%)25℃， 1m/s 空氣 6 10 15 S 遲滯 177。 1 %RH 精度 25℃ 177。 5％ RH 177。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途 [7]。 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 。 。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。 導(dǎo)彈 的導(dǎo)航裝置， 飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機(jī) 、 攝像機(jī) 、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。 它主要是作為控制部分的核心部件 [6]。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的 存儲(chǔ)器 件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過 10 元即可用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件 。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作 ！ 單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過 PC 機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。手機(jī)、電話、 計(jì)算器 、家用電器、電子玩具、 掌上電腦 以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12部單片機(jī)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的 計(jì)算機(jī) 。 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后， 單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來。系統(tǒng)的命令和數(shù)據(jù)完整的走向 如 圖 所示 。所有的命令和數(shù)據(jù)都經(jīng)過 CRC16 校驗(yàn)，如果接收方對接收的命令 (數(shù)據(jù) )校驗(yàn)出錯(cuò)，則會(huì)舍棄此幀數(shù)據(jù)，然后等待下一次接收。主控機(jī)接收完畢并校驗(yàn)無誤后，更新存儲(chǔ)器中的相應(yīng)位置的保存數(shù)據(jù)， 然后向第二臺(tái)分機(jī)發(fā)出溫 濕度數(shù)據(jù)上傳命令，以此類推，直至所有分機(jī)都巡閱完畢。傳輸完畢后，主控機(jī)向第一臺(tái)分機(jī)發(fā)出讀溫 濕 度數(shù)據(jù)命令，命令經(jīng)過通信單片機(jī) (89C2051)編碼后送到 RS485。 系統(tǒng)工作過程分析 系統(tǒng)的 工作過程說明如下 ： 這套系統(tǒng)的通訊采用循檢方式， PC 機(jī)每隔一定時(shí)間便向主控機(jī)發(fā)出讀溫度數(shù)據(jù)命令。主控機(jī)與 n 臺(tái)分機(jī)采用主從式分布結(jié)構(gòu)，通過無線通信方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖 所示。 如 圖 所示為 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖 圖 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu) 框圖 針對農(nóng)業(yè) 占地面積大， 數(shù)量多， 被控對象分散，自動(dòng)化程度要求較高的特點(diǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了分層式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分散式系統(tǒng)安裝。 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 微機(jī)控制的大棚 監(jiān)控系統(tǒng)概況 農(nóng)業(yè)大棚 監(jiān)控系統(tǒng)是 由一臺(tái)主機(jī)控制多臺(tái)分機(jī)， 這些分機(jī)在從不同的大棚 采集溫 濕度發(fā)送到主機(jī)，由主機(jī)處理。用戶軟件功能一般包括數(shù)據(jù)讀取及顯示，報(bào)警參數(shù)設(shè)置，歷史曲線打印等。系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件也可以采用工控組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)，接口美 觀，運(yùn)行可靠。 數(shù)據(jù)的集中顯示和處理 農(nóng)業(yè)大棚 監(jiān)控系統(tǒng)的使用最終是要面向用戶的，因此用戶監(jiān)控軟件的開發(fā)將決定系統(tǒng)能否方便高效的運(yùn)行。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中采用了一種基于移頻鍵控原理的編碼方式，對要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次調(diào)制，就是把要發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)制到頻率一定的方波信號(hào)中發(fā)送出去，采用 1 個(gè)周期的 方波代表二進(jìn)制數(shù)“ 0” ， 2 個(gè)周期的 408KHz 方波代表二進(jìn)制數(shù)“ 1” ，總的數(shù)據(jù)發(fā)送速率為 20 4Kbps，這樣在數(shù)據(jù)傳輸過程中， 數(shù)據(jù)隱含在 2 種方波信號(hào)中，且方波都在最佳傳輸速率中，因此可以有效抑制噪聲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的編碼方式會(huì)影響到傳輸?shù)目煽啃浴Ｋ鼈鬏斁嚯x遠(yuǎn)，可以不受障礙物的影響，因此可以節(jié)省成本，使用上也比較靈活。但是 485 總線仍然只是一種常規(guī)的通信總線，它不能夠做總線的自動(dòng)仲裁，也就長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 是不能夠同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)以避免總線競爭，所以整個(gè)系統(tǒng)的通信效率必然較低，數(shù)據(jù)的冗余量較大，對于速度要求高的應(yīng)用場所不適宜用 485 總線在糧庫監(jiān)控系統(tǒng)中另一種被采用的通信方式是無線通信。 RS485通信具有帶載能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn) (可達(dá) 1200m)， 功耗小，傳輸速率高 (最高達(dá) 1Mbps)等特點(diǎn)。監(jiān)控系統(tǒng)要求有一臺(tái) PC 機(jī)作為上位機(jī)，管理多臺(tái)分機(jī)和進(jìn)行數(shù)據(jù)集中顯示與處理，而 RS232 通訊協(xié)議只允許點(diǎn)對點(diǎn)通訊，最大通訊距離 15 米，而且驅(qū)動(dòng)器只允許有 2500pF 電容負(fù)載，通信距離也將受此電容限制。由庫房采集的數(shù)據(jù)在上傳過程中往往易受干擾，干擾源主要有三個(gè)方面 。 本次設(shè)計(jì)所用的傳感器模塊是 DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器，通過DHT11 測量出的當(dāng)前環(huán)境下的溫濕度，然后將所測得的數(shù)據(jù)傳輸給 AT單片機(jī)進(jìn)行處理和分析，并存進(jìn)不同的數(shù)組中，以便可以再顯示的時(shí)候使用，為了穩(wěn)定的顯示，這次設(shè)計(jì)中系統(tǒng)每隔 5s 采集一次數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī) [5]。模擬 溫度傳感器又有線性和非線性之分。 溫度 和濕度的 測量 農(nóng)業(yè)大棚 監(jiān)控系統(tǒng)中溫濕度測量是主要環(huán)節(jié)。由于以單片機(jī)為核心構(gòu)成的監(jiān)控系統(tǒng)不僅成本低，靈活性大，而且易于操控等，因此在農(nóng)業(yè)大棚 監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛 。 農(nóng)業(yè)大棚監(jiān)控 系統(tǒng)的構(gòu)成 以 51 單片機(jī)為核心，每一個(gè)大棚配 一臺(tái)單片機(jī)作分機(jī)，用來測控各個(gè)大棚內(nèi)的溫、濕度。 1982 年，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院建立了第一個(gè)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)研究機(jī)構(gòu)，并首次在溫室環(huán)境中應(yīng)用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 20 世紀(jì) 80 年代，我國農(nóng)業(yè)科研人員 在溫度環(huán)境的控制和管理領(lǐng)域 已經(jīng)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)，對于溫室中的溫度、濕度。 在大棚內(nèi)根據(jù)不同的農(nóng)作物，調(diào)節(jié)不同的生長綜合 條件，增加農(nóng)作物的產(chǎn)出量 [2]。 目前全球氣候變暖的趨勢嚴(yán)重，一年中感覺沒有春節(jié)和秋季，嚴(yán)重的影響了我們的正常生產(chǎn)生活，尤其是在我們?nèi)粘Ｋ璧霓r(nóng)作物，這樣對于我們農(nóng)作物的正常生長有著極大的破壞，嚴(yán)重的影響這我們糧食、蔬菜水果等農(nóng)作物的產(chǎn)出，從而影響這我國的市場經(jīng)濟(jì)以及國民生活， 所以農(nóng)業(yè) 大棚的普及是 我國 農(nóng)業(yè) 現(xiàn)代化 發(fā)展的 必然趨勢 [1]。能透光、保溫（或加溫），用來栽培植物的設(shè)施。 綜上所述，農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效益對于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展有著重要意義 ，而溫室大棚的出現(xiàn)， 無疑為我國解決了很多農(nóng)業(yè)問題，如全年種植等。同時(shí)，隨著工業(yè)化和城市化發(fā)展，水土資源被擠占的勢頭難以逆轉(zhuǎn)，農(nóng)業(yè)將面臨日趨嚴(yán)峻的水土資源短缺。 從 農(nóng)業(yè)資源 角度看，我國水土資源短缺將是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中長期的、根本性的制約因素。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源比較短缺，在推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，需要將提高資源利用效率作為中心，這是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，建立資源節(jié)約型社會(huì)的一個(gè)重要方面。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)、 溫室大棚 、溫 濕 度監(jiān)控、 485 通訊總線 、 DHT11 長沙學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT Greenhouse technology in various villages and towns has spread across the country, but with the growing number of greenhouses, for inside the greenhouse temperature, humidity, light intensity and co2 concentration control is extremely important, especially the temperature and humidity monitoring. This topic design agricultural greenhouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microputer, the better to monitor various environmental factors within the agricultural greenhouses. This system consists of three parts: the first part of the function is responsible for monitoring the greenhouse in agricultural greenhouses, mainly have a microcontroller reads DT11 measured temperature and humidity, temperature and humidity sensor and the digital tube display. Function in the second part is responsible for the tempera