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摘 要

随着生活水平的不断提高，人们对水果蔬菜品质的要求也日益严苛，然而不同的水果生长最适宜的环境在户外很难达成，因此设计了一个基于单片机的智能温室环境控制系统。该系统由单片机、A/D转换器、一系列传感器、显示电路和键盘等模块组成。键盘用于农户设置农作物最宜生长的环境参数，传感器组检测、采集环境参数，如温度、湿度、光照、二氧化碳等，参数传入单片机后与农户设定值进行比较，当参数高于或低于设定范围时，报警器发出警报，显示器对采集到的参数进行显示，同时单片机对执行器发出信号，执行器收到信号后进行一系列调控。本设计方案使用模块化设计，投入成本低，效率高，能更好的降低农户的劳动强度。

关键词：传感器，智能控制，A/d转换器，键盘

Abstract：With the improvement of living standards, people are increasingly demanding requirement for the quality of fruits and vegetables, but different fruit growth most appropriate it is difficult to achieve in the outdoor environment, thus designed a intelligent greenhouse environment control system based on single chip microcomputer.It consists of single chip microcomputer, A/D converter, temperature sensor, humidity sensor, light sensor, carbon dioxide sensor, display circuit, keyboard and so on.Keyboard for farmers the most appropriate environment for the growth of crops parameters Settings, then came a detection sensor group, acquisition environment parameters, such as temperature, humidity, illumination, such as carbon dioxide, parameters passed in SCM compared with farmers set data according to the algorithm, when the parameters above or below the set range, alarm sounded the alarm, display to display the parameters of the collected of the actuator signals at the same time, the actuators received signal after a series of regulation and control.The design scheme USES modular design, low input cost and high efficiency, which can reduce the labor intensity of farmers better.

Keywords：sensor, intelligent control,A/D converter,keyboard

目 录

1绪论 3

1.1 课题的研究背景 3

1.2 国内外发展状况 3

1.3 主要研究内容 3

2系统设计方案框图与元器件选型 4

2.1 方案与框图 4

2.2 元器件的选型 4

3硬件设计. 7

3.1 单片机最小系统. 7

3.2 模拟信号采集电路设计 8

3.3 数字传感器的电路设计 10

3.4 报警电路设计 10

3.5 键盘电路设计 11

3.6 显示电路设计 12

3.7 执行机构设计 12

4.软件设计 14

4.1 温度控制流程图 15

4.2 土壤湿度控制流程图 16

4.3 CO2浓度控制流程图 17

4.4 光照强度控制流程图 18

结论 19

参 考 文献 20

致谢 21

1 绪论

1.1 课题的研究背景

在生产力高速发展的今天，我国的农业水平还属于现代发展阶段，远远低于我国的城市化水平和工业化水平的发展，因此,我们需要发展新型的智能农业来取代落后的手工农业。温室的空气温度、土壤湿度、光照和土壤基础程度对温室作物的生长很重要。我国是世界人口大国,目前粮食问题取得了初步解决,但是随着经济的发展,人们的物质生活水平也在缓慢提高,人们有了非季节性水果的购买需求,对水果蔬菜的品质要求也更为严格。

近些年来，我国大棚，塑料暖房等简单农业设施存在着抗自然灾害能力差、空气温度、土壤湿度、二氧化碳浓度、环境控制技术的控制，检测技术不成熟等问题。智能温室控制系统的研究在中国得到越来越多的关注。很多完整智能温室系统已经投入使用，但它们的成本都很高，因此基于单片机控制系统的智能温室控制系统就应运而生，他用单片机作为核心，可以对空气温度、土壤湿度、光照、二氧化碳进行精准的控制与检测。计算机监控到的数据将由液晶屏显示，以满足大棚的高效管理。

1.2 国内外发展状况

现如今，中国最常见的智能温室系统是使用工业控制或PUC，但这些控制系统都十分昂贵，并且大多数用户的经济能力不足以负担。所以，在系统的设计中，我们必须降低设备的运行成本。参考了温室设备对于温湿度、二氧化碳浓度和光照强度的具体控制要求，设计出基于单片机的智能温室控制系统，设备的成本低廉但功能齐全，可以广泛应用于各种农业环境中。使现代农业从传统农业向高质量、高效、商业化的生产转型。

1.3 主要研究内容

研究内容列举如下:

（1）.使用单片机和多种功能模块，达到控制温室环境的目的。

（2）.运用各种传感器，采集数据，经过A/D转换器传入单片机

（3）.当超出预定范围时，单片机控制执行器，进行调控

（4）.分析要实现的功能，选择合适的器件，进行线路连接，以实现功能，利用Proteus仿真开发工具进行设计

2 系统方案设计

2.1 方案与框图

本次设计方案主要分为以下几个功能：二氧化碳浓度检测，温湿度检测，光照强度检测，将这几个功能模块与温室环境融合，同时将上述功能模块化设计并与单片机系统化结合，达到稳定反馈与检测。当传感器的数据没有达到或者已经超过了预设定的标准值时，执行器就会开始控制器件进行调整，当执行器未及时进行操作时，报警系统就会发出声音与闪光来提醒操控人员。如果设备不能在故障发生时进行自我调节，使用键盘输入同样可以达到预定效果。系统框图如图2-1所示：

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