基于51单片机的大棚温湿度检测系统的设计与实现大学论文.docx

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基于51单片机的大棚温湿度监测系统的设计与实现

摘要：

随着经济的快速发展，我国的农业产业结构发生了很大的变化，其中较为突出的是温室大棚种植业。

鉴于大棚种植业在不同的季节都有较大的产量，所以越来越多的农民采用温室大棚种植蔬菜。

温度、湿度和光照度的控制是温室大棚得到高产量的关键要素。

若要测量温湿度和光照度，对于大量的大棚而言，仅靠温度测量计来实现，需要更多的人力和物力。

随着农业的产业范围不断发展与扩大，采用这种传统测量大棚温湿度的方法，具有很大的局限性和不足之处。

如今，自动监测棚内温湿度的装置被越来越多的用户采用。

本文设计了基于STC89C52RC单片机的温室大棚温湿度监测系统，主要包括电路设计和软件设计等。

该系统以单片机为核心通过数字温湿度传感器

DTH11和光照传感器BH1750对大棚的温湿度和光照度进行数据采集。

传感器将采集的数据传输给单片机，单片机根据收到的数据做出相应的分析和处理，其结果显示在LCD1602液晶显示屏上。

如果超出预先设定的温湿度和光照度限制范围，单片机控制开启指示灯，同时控制对应的继电器驱动打开设备工作，使大棚温湿度值达到适宜的范围值。

关键字：

STC89C52RC单片机；数字温湿度传感器DTH11；光照传感器BH1750

FVI；LCD1602液晶显示屏

I

Designandimplementationofthegreenhousetemperatureandhumiditydetectionsystembasedon51singlechipmicrocomputer

Abstract:

Withthedevelopmentofeconomy,greatchangeshavetakenplaceinthe

agriculturalindustryinourcountry,oneofthemoreprominentchangesisthegreenhouseplanting.Indifferentseasons,thegreenhouseplantinghasagreatproduction,moreandmorefarmersusegreenhousestogrowvegetables.Controllingoftemperature,humidityandilluminationarethekeyfactorsofhighproductioningreenhouse.Ifweneedtomeasurethetemperatureandillumination,itwillneedmoreman-powerandmaterialresourcesforalargenumberofgreenhouses.Withthedevelopmentandexpansionofagriculturalindustry,thetraditionalmethodsofmeasuringthetemperatureandhumiditywillhasmanylimitationsandshortcomings.Now,theautomaticmonitoringdeviceoftemperatureandhumidityisadoptedbymoreandmorefarmerintheshed.

Inthispaper,thetemperatureandhumiditymonitoringsystemofgreenhousebasedonSTC89C52RCMCUaredesigned,mainlyincludingcircuitdesignandsoftwaredesign.Thesystemusesthesingle-chipmicrocomputerasthecorethroughthedigitaltemperatureandhumiditysensorDTH11andlightsensorBH1750tocollectthetemperatureandhumidityandlightintensityofthegreenhouse.ThedataarecollectedbythesensorfeedbacktotheMCUforthecorrespondinganalysisandprocessingaccordingtothereceiveddata,theresultsareshownontheLCD1602liquidcrystaldisplaymonitor.Ifbeyondthepresettemperature,humidityandlightintensitylimit,themicrocontrollercontrolopenindicatorlamp,whilecontrollingthecorrespondingrelaydrivetoopentheequipmentwork,sothatthegreenhousetemperatureandhumidityvaluestotheappropriaterangeofvalue.

Keywords:

STC89C52RCMCU;DigitalTemperature-andHumiditySensorDTH11;LlightSensorBH1750FVI;LCD1602LiquidCrystalDisplayMonitor

II

目 录

一、论文（设计）正文.................................................................................................

错误！

未定义书签。

48

1绪论 4

1.1选题背景与意义 4

1.2国内外研究现状 4

1.3主要研究内容 6

1.4论文结构 6

2总体分析与设计 7

2.1可行性分析 7

2.2需求分析 8

2.2.1系统需求 8

2.2.2用户需求 8

2.2.3功能需求 9

2.2.4性能需求分析 9

2.3系统总体结构 10

2.3.1系统设计要求 10

2.3.2系统结构分析 10

2.4系统实现原理 11

3硬件部分设计 12

3.1STC89C52单片机 12

3.1.1STC89C52的主要特性 12

3.1.2STC89C52的引脚图 12

3.1.3电源电路设计 13

3.1.4复位电路设计 14

3.1.5晶振电路设计 15

3.1.6按键电路设计 15

3.1.7控制电路设计 16

3.2温湿度传感器 16

3.2.1数字温湿度传感器简介 16

3.2.2工作原理 17

3.2.3温湿度传感器电路 19

3.3光照传感器 20

3.3.1光照传感器的简介 20

3.3.2光照传感器的主要特性 20

3.3.3光照传感器电路 21

3.4LCD1602液晶显示屏 22

3.4.1LCD1602简述 22

3.4.2LCD1602引脚 22

3.4.3LCD1602指令表 23

4软件部分设计 26

4.1程序语言及开发环境 26

4.2程序流程图 26

4.2.1系统总体流程图 26

4.2.2温湿度控制流程图 27

4.2.3光照度控制流程图 28

4.3系统模块的代码实现 29

4.3.1按键模块 29

4.3.2数据采集模块 32

4.3.3数据接收与显示模块 33

4.3.4指示灯与继电器模块 34

5系统功能实现与测试 36

5.1系统功能实现 36

5.1.1显示界面 36

5.1.2温度湿度及光照度设置界面 37

5.2系统测试 39

5.2.1测试说明 39

5.2.2测试结果 39

6总结 41

参考文献 42

谢 辞 43

二、附录 44

宝鸡文理学院本科毕业设计开题报告 44

宝鸡文理学院本科毕业设计结题报告 45

宝鸡文理学院本科毕业设计答辩评分表 47

宝鸡文理学院本科毕业设计答辩过程记录 48

1绪论

1.1选题背景与意义

现代社会飞速发展，我国农业生产领域技术的探究及运用越来越广泛，促使我国农业生产发展越来越高效，而在农业生产中，温室大棚是主要的组成部分。

在温室大棚内，最重要的就是自动监测棚内温湿度，因为影响农作物生长的因素就是其生长环境的温湿度和光照强度。

通过对环境因子监测数据的分析，结合农作物生长规律，控制环境条件，使农作物在不适宜生长的反季节中可获得比室外生长更优的环境条件，从而使农作物达到优质、高产、高效的栽培目的。

所以，我国现代化农业生产过程中最关键的就是自动化的监测和控制温室大棚。

在温室系统中，环境因素直接影响农作物的生长和发育。

其中，温度、湿度和光照度的变化是最基本的因素，对农作物的影响最为显著。

本文以温湿度和光照度作为监测对象，设计实现了基于STC89C52RC单片机的温室大棚温湿度监测和控制系统，测量准确、调试方便，有很好的移植性[1]。

这个温度，湿度、光照强度监测控制系统可以应用到农业生产中的温室，实现温度、湿度、光照强度的实时控制，是一种智慧、经济、科学的程序，比较适合推广。

通过使用该技术，技术人员可以不受地点和气候影响，对粮食储备仓库、大棚蔬菜瓜果种植基地、禽兽养殖厂等场地的温湿度和光照度环境进行实时自动监测并依次实现相应的控制，促进农业经济的进一步发展。

本系统实现的温室大棚监测系统的设计目标功能如下：

1、可实时监测和显示大棚当前温度、湿度和光照度值的信息。

2、能预先设置适宜农作物生长的温度、湿度和光照度。

3、当大棚的环境温湿度参数超过预先设置的范围时，报警指示灯常亮，单片机控制相应的继电器打开风扇或加湿器开始工作，使大棚的温湿度调节到正常范围。

1.2国内外研究现状

在温室中，温度和湿度、光技术设施园艺工程因为其较高的技术含量，得到了世界各地越来越多的关注，特别是在部分发达国家,温室温度和湿度、光照度

是进行自动监测和控制。

在我国，通过对温室的引进和温室项目的发展使我国的温室逐渐强大。

但与海外比较，在专业技术的研究深度和规模方面有着很大的差距。

我国的温室的目前现状是，大多数温室主要依靠农民手工监测与控制温室的环境，缺乏专业科学的指导技术。

农民通过以往的经验栽植农作物，通过手动调节温室的温湿度、光照度等参数，温室的环境不能够自动化的进行监测和调节，这使得我国的温室农作物栽培技术发展得很慢。

通过手动调节温室作物生长环境造成了人力资源的浪费，而且也不能保证对温室环境及时的控制与调节并，测量误差大，随意性强，在一定的基础上影响了植物生长。

通过传统的方法监测棚内温湿度，不仅浪费人力资源，也不能确保对温室环境实时的监测和及时的控制，测量误差大，随意性强，在一定的基础上影响了植物生长。

为了克服上述缺点，需要一个温室大棚自动监测与控制系统。

农作物的生长和良好的环境因素不可分离，实现自动化的对温室环境监测是温室大棚发展的关键，仅仅需要通过

LCD1602液晶显示屏观