【正文】 en=0。 en=0。 en=1。 } void w_data(uchar dat) //lcd1602 讀數(shù)據(jù) { rs=1。 delay(5)。 lcd=。 目前市場上的字符液晶大多數(shù)基于 HD44780 液晶芯片，它們的控制原理都是相同的，所以可以很方便的應(yīng)用于大部分的字符型液晶 [11]。 判斷流程如 32 所示 ： 圖 32 判斷流程圖 LCD1602 顯示模塊 系統(tǒng)的所測得的溫度值和濕度值是由 LCD1602 進(jìn)行顯示的。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)。這就是溫濕度的判斷模塊了，兩個(gè)參數(shù)值先進(jìn)行判斷、對比，然后進(jìn)行操控。由此可以看出，溫度傳感器所測溫度、濕度的準(zhǔn)確度直接影響到了整套設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集由溫濕度傳感器采集，溫濕度數(shù)據(jù)監(jiān)測是本系統(tǒng)最重要的模塊之一，實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的測量， 實(shí)現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的功能 。 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)。 核心單元為 AT89C51 單片機(jī) ， 溫濕度傳感器 對溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行測量， 將測量到的溫度和濕度參數(shù) 傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中， 通過與預(yù)設(shè)的參數(shù)值進(jìn)行對比，當(dāng)所 檢測的溫 度參數(shù)超過預(yù)設(shè)范圍時(shí) （溫度 60℃） ，自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，警報(bào)裝置可發(fā)出聲光警報(bào)。在正常的溫度和濕度下，系統(tǒng)檢測出的參數(shù)符合預(yù)先設(shè)定的要求，則警報(bào)器不發(fā)出警報(bào) [9]。 LCD1602 能耗低、可以顯示的內(nèi)容豐富、小巧輕薄，因此在各類的儀表和設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)用得十分廣泛。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 上電、改變電壓、信號來 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， 把光線折射了出來從而產(chǎn)生畫面 ， 達(dá)到顯示目的。 SHT10 傳感器引腳及參數(shù) 引腳如圖 25 所示： 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 8 圖 25 SHT10 傳感器引腳圖 傳感器 引腳分配 如表 21 所示 ： 表 21 傳感器引腳分配 引腳序號 名稱 描述 1 GND 接地 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，雙向口 3 SCK 串行時(shí)鐘，輸入口 4 VDD 電源 NC NC 懸空 傳感器 接口電路如圖 26 所示： 圖 26 SHT10 接口電路圖 其中 GND 接地； DATA 為雙向串行數(shù)據(jù)接口， SCK 為串行時(shí)鐘單向輸入口； VDD 接電源 ,其中， NC 腳必須懸空。所有的 SHT10 溫濕度傳感器都在濕度十分精準(zhǔn)的校驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)， 在 OTP內(nèi)存里，校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式進(jìn)行存 儲，當(dāng)傳感器內(nèi)部進(jìn)行信號檢測處理時(shí)將調(diào)用這些儲存好了的校準(zhǔn)系數(shù)， 單線制的串行接口 是的系統(tǒng)集成非常便捷。它運(yùn)用溫濕度傳感技術(shù)和專用數(shù)字模塊采集技術(shù)， 傳感器在工作的穩(wěn)定性和可靠性方面都十分的令人滿意 。未來的高精度溫濕度傳感器將越來越智能化、微型化、大眾化，運(yùn)用到的領(lǐng)域也將越來越廣闊。 目前，智能化設(shè)備不斷普及，智能手機(jī)、電腦等移動(dòng)終端發(fā)展十分迅速，許多的智能設(shè)備都已經(jīng)內(nèi)置了微機(jī)電系統(tǒng)。 溫濕度傳感器的應(yīng)用，保證了農(nóng)作物的質(zhì)量、產(chǎn)量，提高了生產(chǎn)效率，保證生產(chǎn)安全，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 隨著 科學(xué)技術(shù) 的發(fā)展， 在測量手段方面也有了 很大的進(jìn)步 。 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 溫度和濕度對于生長過程中的農(nóng)作物來說，是最為重要的環(huán)境因素之一 ，如果沒有適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸?，植物將面臨長勢差，甚至凋亡。 復(fù)位電路如圖 23 所示： 圖 23 單片機(jī) 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 是時(shí)序的基礎(chǔ)， 按照 先后順序 有 規(guī)律 地 運(yùn)作， 單片機(jī)內(nèi) 由一個(gè)反相放大器構(gòu)成振蕩器， 可以由它產(chǎn)生時(shí)鐘，時(shí)鐘 有 內(nèi)部方式和外部方式兩種方式。 復(fù)位系統(tǒng)： 復(fù)位系統(tǒng)的使用方式是上電和按鍵兩種方式共同 運(yùn)作 ，兩者都能夠?qū)?單片機(jī)復(fù)位。 機(jī)器周期和指令周期：振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期、指令周期。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 ROM： 只讀存儲器 ，存放原始數(shù)據(jù)、程序等。 CPU：中央處理器，包含了運(yùn)算邏輯部件，其中還有寄存器、控制部件等等。 P2 口： P2 口有兩個(gè)功能： 當(dāng) 外部擴(kuò)展時(shí)， 將用作 數(shù)據(jù) 總線 ； 當(dāng)作為一 般 的 I/O 口使用 時(shí)，它的 內(nèi)部 帶有上拉電阻。 P0 口： P0 口有三個(gè)功能：當(dāng) 外部擴(kuò)展時(shí)， 將用作 數(shù)據(jù)總線 ，也可以用作 地址總線 ；當(dāng) PO 口 不 作擴(kuò)展時(shí)，可以作為 一般的 I/O 來使用，但內(nèi)部沒有 上拉電阻， 當(dāng)做 輸入或輸出時(shí) 要在其 外部接上拉電阻。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路 輸入端。 PSEN：外 程序存儲允許是 外部程序存儲器的讀選通信號 。在 Flash 編程的期間 ， PROG 還 能 用 來 做 編程輸入脈沖。當(dāng) 振蕩器 響應(yīng) 時(shí)， 復(fù)位 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位 。 GND： 接 地。 在單芯片上， 它有一個(gè)方便的 8 位 CPU和在系統(tǒng)可編程 Flash， 因此 AT89C51 可以在很多大型應(yīng)用系統(tǒng)中使用 。 該微控制器采用 Atmel 的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造， 與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容 。但是中央處理器就會結(jié)束工作。在掉電模式下，振蕩器停止工作來保護(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。 此外，振蕩頻率在 AT89C51 中，也相應(yīng)地進(jìn)行了設(shè)計(jì)和配置。隨著 EDA、微電子技術(shù)、 IC 設(shè)計(jì)等發(fā)展迅速，基于單片機(jī)的 SOC 設(shè)計(jì)有了較大的進(jìn)步。在這方面，飛利浦公司最為成功，它利用在嵌入式方面的巨大優(yōu)勢，將 MCS 快速的發(fā)展到了微控制器。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。它也奠定了單片機(jī)與通用計(jì)算機(jī)的兩條不同的發(fā)展路徑。 單片機(jī) 單片機(jī)發(fā)明于 1971 年，其發(fā)展分為 SCM、 MCU、 SOC 三個(gè)階段。 系統(tǒng)組成如圖 21 所示： 圖 21 系統(tǒng)的組成 AT89C51 單片機(jī) 數(shù)據(jù)顯示電路 （ LCD1602） 報(bào)警電路 （ LED 蜂鳴器） 溫濕度檢測電路 （溫濕度傳感器SHT10） 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 系統(tǒng)組成及工作原理： 基于單片機(jī)的智能溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)是以 AT89C51 單片機(jī)為核心單元，利用 溫濕度傳感器 對溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行 精確 測量 ，將 溫度量和相對濕度量的 模擬信號轉(zhuǎn)換為 單片機(jī)可以識別的 數(shù)字信號并傳輸?shù)?AT89C51 單片機(jī)中，通過與預(yù)設(shè)的溫濕度參數(shù)值的對比，如果所測量的實(shí)時(shí)溫濕度參數(shù)超過預(yù)設(shè)范圍（溫度60℃），自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)系統(tǒng)，警報(bào)裝置可發(fā)出聲光警報(bào)，數(shù)據(jù)參數(shù)直觀的顯示在顯示屏上 [6]。 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 溫濕度傳感器來完成，數(shù)據(jù)判斷模塊由預(yù)設(shè)程序來執(zhí)行 。 系統(tǒng)組成 及工作原理 以單片機(jī)為核心單元，運(yùn)用傳感器 、通信 原理 等技術(shù)以及 電路構(gòu)成整套設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)能直觀的顯示在顯示屏上。 功能設(shè)計(jì) 溫度傳感器和濕度傳感器能對溫室大棚內(nèi)的溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和采集。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。 對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬仿真 。 詳述 AT89C51 單片機(jī)在此設(shè)計(jì)方案中的工作方式，通過溫濕度傳感器準(zhǔn)確地將溫濕度參數(shù)測量出來，并將數(shù)據(jù)記錄儲存下來。 設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容 研究影響溫室內(nèi)溫濕度參數(shù)變化的原因，分析調(diào)控 溫室大棚內(nèi) 溫濕度參數(shù)的方法 。歐美國家的大棚機(jī)械化程度很高，不僅僅再是人們繁瑣的對大棚內(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)，對大棚進(jìn)行自我調(diào)節(jié)與操作。在有了智能溫室大棚監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，越來越多的發(fā)達(dá)國家正致力于大棚種植的無人化。 發(fā)達(dá)國家的智能溫室產(chǎn)業(yè)已邁入 高科技方向發(fā)展 ，遠(yuǎn) 程 無線 遙測 技術(shù)、 局域網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)） 等 已 在智能溫室系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn) [3]。 不論是在電子計(jì)算機(jī)方面，還是將計(jì)算機(jī)結(jié)合 到 農(nóng)業(yè) 栽培上，美國都走在了所有國家的最前面 ，目前，美國的智能溫室大棚種植面積也是最大的 ，他 們擁 有 發(fā)達(dá) 的 硬件 設(shè)施 和 先進(jìn)的 栽培技術(shù)，綜合 質(zhì)量水平很高 。上世紀(jì)八十年代開始，我國 開始把 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)測等綜合控制。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，溫室大棚的環(huán)境調(diào)控方式不斷在改進(jìn)，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，逐漸向大型產(chǎn) 業(yè)化、模塊化和多樣化的方向發(fā)展 [2]。我國的智能溫室產(chǎn)業(yè)雖然起步落后于歐美等發(fā)達(dá)國家，但發(fā)展迅速。 結(jié)合溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)所收集到的參數(shù)數(shù)據(jù)，農(nóng)作物的自然生長狀況，有效的調(diào)節(jié)溫室大棚內(nèi)的環(huán)境條件，使得農(nóng)作物達(dá)到預(yù)期的長勢，提高產(chǎn)量與質(zhì)量。 許多環(huán)境條件都在影響著農(nóng)作物的長勢 ，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發(fā)育密切相關(guān)， 人們手工的對環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測不僅測量不準(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]。究其根本，在于溫室大棚缺乏現(xiàn)代化的智能監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng)。智能溫室大棚 在 現(xiàn)代化 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中 的 占有著很重要的地位 ， 我國的溫室大棚產(chǎn)業(yè)在整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上比例不斷加大 。在 科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下， 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程越來越快， 越來越受到重視，農(nóng)業(yè)科學(xué)的應(yīng)用和研究 逐步展開， 進(jìn)而催生了智能溫室大棚技術(shù)。 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 中國自古以來是農(nóng)業(yè)大國， 數(shù)千年來一直以種植業(yè)為主 。 Sensor。系統(tǒng)克服了人工傳統(tǒng)溫濕度采集的遲滯性、不準(zhǔn)確性等諸多弊端，操作更方便，效率更高。本設(shè)計(jì)以 AT89C51單片機(jī)為核心單元，溫濕度傳感器為測量元件，儲存并分析所測量的數(shù)據(jù)，通過與預(yù)設(shè)參數(shù)的對比，判斷是否發(fā)出警報(bào)。將單片機(jī)運(yùn)用到對大棚內(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。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)科分類號： ___________ 湖南人文科技學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 基 于單片機(jī)的智能溫室大 棚監(jiān)控 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號 系 部： 信息學(xué)院 專業(yè)年級： 2021 級 電子信息科學(xué)與技術(shù) 指導(dǎo)教師： 職 稱： 工程師 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制 湖南人文科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式