自动化毕业论文-蔬菜大棚温湿度测控系统设计Word文档格式.doc
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通过实践证明,系统具有性能好、操作方便等优点,能实现对温湿度等的显示、调节和控制。
系统在其它领域还具有一定的推广价值。
关键词:
大棚,温度,湿度,传感器
TheDesignofGreenhouseTemperatureand
HumidityControlSystem
ABSTRACT
Greenhouseisanimportantcomponentofprotectedagriculture.Measuringandcontrollingsystenisthebasisofthemanagementautomationinthegreenhouse.Withthegrowthrulesanalyzingmeasurementdataandcontrollingcircumstancecondition.Itmakesgreenhousebetter,andmoreproductiveandhighquality.Withthedevelopmentofcomputerapplicationtechnology,thecomputer-controlledareasarealsoinvolved,theplastictemperatureusingSCMandhumidityisoneofthemainaspectsusedinpractice.
Forvegetableshedspeaking,oneofthemostimportantmanagementfactoristhetemperatureandhumiditycontrol.The
thesisis
aboutanintelligentsystemdesignedforcontrollingthetemperatureandhumidityofagreenhouse.Itcanmeetthedemandofmonitoringthroughthedesignofhardwareandthatofsoftwareindetails.Theformerismoreimportantinthisdissertation,includingtheintroductionofsensorofmeasuringtemperatureandhumidity,demonstratingmodeofdata,themodeofcontrolandtheconnectingpartofthechangingcolumn.Andaccordingtothedesignthoughtsthelattershowstheflowchartofthemainprogramandthesubprogram,realizedbyprogram.Thisthesischoosethedecicesasfullconsiderationoftherationbetweenprformanceandcostaspossible.Thesystemadoptsquiteanewintegratedcircuit,whichmakesitfunctionbetterandrunmoreconvenientlywhenputintopractice.Furthermore,notonlycanitachievethegoalsofmanifestingandregulatingthetemperature,butalsoit
can
becontrolled.Andithasmuchofvaluetoapplyandpopularizeinotherfields.
KEYWORDS:
Vegetable,Temperature,Humidity,Sensor
目录
前 言 1
第1章设计方案论证 2
1.1设计要求及框图 2
1.2元器件的选择 2
1.2.1单片机的选择 2
1.2.2温度传感器的选择 3
1.2.3湿度传感器的选择 3
1.2.4显示模块的选择 4
1.2.5系统设计方案的确定 4
第2章系统的硬件设计 6
2.1系统硬件的简述 6
2.2单片机模块的设计 6
2.2.1单片机的功能特性描述 6
2.2.2单片机的最小系统 8
2.3温湿度采集系统的设计 9
2.3.1温湿度传感器的概述 9
2.3.2传感器的接口说明 9
2.3.3硬件连接 10
2.4显示模块的设计 10
2.4.1LCD12864的概述 10
2.4.2LCD12864引脚说明 12
2.4.3LCD12864的主要技术参数 13
2.5报警电路的设计 14
2.6功能键的设计 15
2.7控制电路的设计 15
第3章软件系统设计 17
3.1软件设计的整体思想 17
3.2程序流程图设计 17
3.3DHT90软件系统设计 18
3.3.1DHT90测量流程图 18
3.3.2传感器的电气特性 20
3.3.3启动传感器指令 20
3.3.4发送命令 21
3.3.5测量时序 21
3.3.6通讯复位时序 21
3.4DHT90的温湿度补偿及转换 22
3.4.1相对湿度 22
3.4.2温度转换 22
3.5LCD12864软件系统设计 23
3.5.1LCD12864显示流程图 23
3.5.2写数据到模块 24
3.5.3从模块读出数据 25
3.6按键软件系统设计 26
第4章调试 28
4.1软件调试 28
4.2硬件调试 28
4.3液晶模块调试 29
4.4报警电路调试 29
结论 30
谢辞 31
参考文献 32
附录 33
外文资料翻译 46
58
前 言
改革开放以来,我国经济的迅速增长,使得农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行监测和控制。
例如:
空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在现代化农业生产中,以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的监测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。
为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性,推动我国农业的发展,必须大力发展农业设施与相应的农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量,使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境。
目前,随着蔬菜大棚的迅速增多,人们对其性能要求也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚的自动化程度要求也越来越高。
温室大棚是植物栽培生产中必不可少的设施之一,温湿度是衡量温室大棚的最重要的指标,它直接影响到栽培作物的的生长和产量,为了能给作物提供一个合适的生长环境,首要问题是加强温室内的温湿度的监测。
因此,为了实现高效农业的科学化和研究性,推动我国农业发展,解决我国农民普遍收入低的问题,缩小城乡差距,推动全面小康社会,迫切需要价格适中的、自动化程度高的农业设备。
由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高,使得成本低性能稳定的这种要求变为可能。
本设计是针对这一问题,设计能够实现温湿度上下限设定、自动监测、显示和报警等多功能的温湿度测控系统。
该设计系统还可以推广到其他领域[1]。
第1章设计方案论证
1.1设计要求及框图
本设计需要设计一个大棚温湿度测控系统,设计选用单片机为执行器,通过温度监测电路,湿度监测电路,控制系统,报警电路,显示电路等组成这样一个系统[2]。
系统设计框图如图1-1所示。
图1-1系统电路设计框图
1.2元器件的选择
1.2.1单片机的选择
方案一:
采用MCS-51系列单片机中的AT89C51芯片作为核心器件,有4K字节的内部FLASHPERAM,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏[3]。
方案二:
采用AT89S52芯片作为核心器件,片内ROM全都采用FlashROM;
能以3V的超低压工作;
同时也与MCS-51系列单片机完全兼容。
该芯片内部存储器为8KBROM存储空间,同样具有89C51的功能,并且具有在线编程技术,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,不需要对芯片多次拔插,由此不会对芯片造成损坏。
所以设计采用AT89S52作为主控制系统。
1.2.2温度传感器的选择
采用数字式温度传感器DS18B20。
此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输,易于与单片机连接,由于其输出为数字量,所以不需要进行A/D转化,这样就降低了硬件成本,简化了系统电路。
另外,数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。
采用数字式温湿度传感器DHT90。
该传感器为数字式传感器,可以同时采集温度和湿度,两线制的串行接口与内部的电压调整,使外围系统集成变得快速而简单。
微小的体积和极低的功耗等优点,使其成为选择温湿度传感器时的首选。
1.2.3湿度传感器的选择
采用HS1100/HS1101湿度传感器。
HS1100/HS1101电容传感器,在电路构成中等效于一个电容器件,其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。
该传感器具有高可靠性、长期稳定性和快速响应时间等特点,由顶端接触(HS1100)和侧面接触(HS1101)两种封装产品,适用于线性电压输出和频率输出两种电路,适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
该传感器为数字式传感器,采集湿度的精
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