【基于单片机的温室大棚温湿度控制10000字(论文)】.docx
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1、基于单片机的温室大棚温湿度控制目录摘要错误!未定义书签O1绪论22方案论证22.1 系统设计方案22.2 主控模块选型32.3 传感器选型42.4 显示模块选型52.5 设计语言选择63硬件电路的设计73.1 系统控制73.1.1 系统时钟电路83.1.2 系统复位电路83.1.3 中断系统93.2 传感器采集电路93.3 1CD显示电路103.4 按健电路113.5 执行机构驱动模块124系统软件设计134.1 系统设计软件134.1.1 AD134.1.2 Kei1C51134.2 软件设计流程图134.2.1 主函数流程图134.2.2 传感器模块流程图144.2.3 显示模块流程图15
2、5系统测试176总结19参考文献191绪论虽然温室大棚能使蔬菜在反季节进行种植,但温室大棚内温度和湿度的控制是温室大棚内最核心的环境因素,这两个因素往往决定着棚里蔬菜生长的好坏。以往我们对于蔬菜大棚内的温度和湿度的检测通常是由相应的温度或湿度计进行测量采集,目由人工进行读数,根据采集到的信息再进行相应的升温或降温操作。这种控制方式让棚内升温或降温都不能及时达到我们的要求,而且该方式浪费大量人力以及物力。随着我国社会的不断发展,科学技术的不断引进创新,我国现代控制系统技术已经普及到我们日常生活的各个脚落。我们如何利用现有的自动控制技术来实现对蔬菜大棚内的温度和湿度进行实时检测,再根据监测到的数值
3、自动控制相应的设备进行升温或降温操作。这对提高大棚内蔬菜等农作物产量和节约人力资源具有重要的意义。本课题主要研究内容是设计一款基于单片机的智能温室大棚系统,系统利用温度传感器和湿度传感器分别来对大棚内的温度和湿度进行检测,采用51单片机主控芯片对采集到的数据进行判断处理,并通过设定阈值的方式来实现对大棚内温度的提高和降低。当系统监测到的温湿度不符合阈值条件时,启动相应的设备模拟降温和升温的过程。同时1CD可以对温湿度信息进行实时显示。2方案论证2.1 系统设计方案方案一:可以采用比较传统的二位模拟控制方法,该方法就是在采用比较适合的模拟电路的基础之上,采用电位器的方法来设置我们的额定值,设置我
4、们所需要的上下限值,将采集到的信息与给定值进行比较,然后控制相应设备启动。如果采用此模拟控制方法,本系统受外界因素影响较大,会导致系统的有关精度也会下降,而且采用此设计的话,在数据显示方面我们不能使用数码显示,不能让我们更简便的去观察和控制。方案二:此方案我计划采用AT89C51单片机为核心,采用温度传感器DS18B20进行温度采集,采用HS11O1电容式湿度传感器进行湿度采集,其中HSI1O1可测量的湿度范围为55.5C125.5C。采用继电器控制外接口设备,使其达到电路简单、可靠的目的。使用单片机具有编程灵活,控制简单的优点,使系统能简单的实现温度的控制及显示,并且通过软件编程能实现各种控
5、制算法使系统还具有控制精度高的特点。方案三:第三种方案运用大学期间所学的单片机知识,以STC89C52芯片为核心,DHT1I作为温室温湿度的传感器,1CDI602显示屏显示数据,通过使用弱电控制强电来控制继电器对温湿度进行调节。在对上述三种方案进行比较,在结合实际的资源情况,所需工作电压,以及程序烧写所需存储空间,中断复位以及时钟等因素,最终决定采用方案三,方案中电子器件的选型下章将会详细介绍。本课题主要是基于单片机的智能温室大棚系统的设计,系统可以划分为主控模块、温度监测模块、湿度监测模块、降温模块、升温模块、显示模块和按键模块等。系统需要完成的工作是利用温湿度传感器对大棚内温度和湿度数据进
6、行测量,并将获取到的数据发送给单片机进行处理,单片机将温湿度传感器传送过来的数据进行处理,当输入进来的数据处于设定的阈值范围内时,系统无需进行任何操作,当输入进来的数据超出设定阈值范围时驱动相应的继电器模块模拟加温和降温功能。系统设计框图如图2.1所示。图2.1系统设计框图2.2 主控模块选型在本系统的设计与实验中,主控模块作为核心器件相当于人类的大脑一样负责指令的发出与转发功能,所以主控芯片的选型尤为重要,既要考虑到资源够用又要考虑到价格成本。在本次设计中我选择采用STC89C52RC作为主控芯片。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位控制器,在本次设计中我们要用到该单片机的程序存
7、储空间,中断功能复位功能数据处理功能等,其I/O口数满足本设计所需要的接口数。在设计中需要考虑复位,延时,中断,程序存储等因素,而STC89C52内部有512字节RAM,32位I/O线满足,通用异步串行口,看门狗定时器,内置4KBEEPROM,MAX810复位电路,3个16位定时器/计数器,4个外部中断,全双工串行口,且STC89C52可降至OHZ静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式,其满足我们程序烧写存储以及设计所需的要求。而且在空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机停止工作,直到下一个中断或硬件
8、复位为止,其最高运作频率35MHz,6T/12T可选。综上所述结合本项目的实际使用情况,STC89C52的内部资源满足本次设计的需求,所以我决定选择STC89C52RC芯片作为本项目的主控芯片。2.3 传感器选型(1) DHT11DHT11是一种可以同时对温度和湿度进行检测的复合型传感器,该传感器采用简化的单线双向的串行接口技术,通迅时间约为4ms,传输的数据分为小数和整数两部分,传送一次完整的数据是40位数据,遵循先高位后低位的顺序,先是湿度整数数据和湿度小数数据,然后是温度整数数据和温度小数数据,最后一个是校验位,目都是8bito比如接收到的40位数据为:00110101OoOoOOOO0
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