论文总字数：8431字

摘 要

：温度和湿度采集已成为当今流行的社会研究项目，是工业和农业的生产过程中必须考虑的因素，它广泛应用于实验室、温室、花园、粮仓，甚至土壤和其他领域。本文设计了基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温湿度传感器DHT11实现对温度、湿度的检测。将温湿度信号通过传感器进行采集并转换成数字信号，再运用AT89C51单片机进行数据分析和处理，显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器。报警部分采用蜂鸣器的报警模拟控制。本系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。 

关键词：温室大棚，AT89C51单片机，温湿度传感器，报警电路，

Abstract: Temperature and humidity acquisition has become popular social research projects, which must be considered in the process of industrial and agricultural production, and is widely used in laboratories, greenhouses, garden, barn, and other areas. The design of microcontroller-based temperature and humidity detection system use a modular and hierarchical design. Novel intelligent temperature and humidity sensor DHT11 is adopted to detect temperature and humidity. The temperature and humidity signals are collected and converted into digital signals and then analyzed and processed by the SCM AT89C51. Display part adopts the character LCD1602 liquid crystal display. This system has the advantages of simple circuit, high detection precision, and has a certain practical value.

 

Key words: greenhouses, AT89C51, temperature and humidity sensor, alarm circuit,

目 录

1 前言 4

1.1研究的背景和意义 4

1.2 研究的任务和要求 4

2 系统方案设计 5

2.1 总体方案设计 5

2.2 系统组成及框图 5

3 硬件设计 5

3.1 单片机最小系统 5

3.1.1 AT89C51的介绍 5

3.1.2 AT89C51的主机模块 6

3.2 温湿度采集模块 7

3.2.1 DHT11的介绍 7

3.2.2 单总线的介绍 7

3.2.3 温湿度采集模块电路设计 8

3.3 显示模块 9

3.3.1 LCD1602的介绍 9

3.3.2 显示模块电路设计 10

3.4 按键模块 10

3.5 报警模块 11

4 系统软件设计 11

4.1 设计方法 11

4.1 主程序流程图 12

4.2 温湿度采集模块程序设计 13

4.3 显示模块程序设计 13

5 Proteus仿真图 13

结 论 15

参 考 文 献 16

致 谢 16

前言

1.1研究的背景和意义

随着全球经济的不断发展，人类生活水平的不断提高，人们对自身的衣食住行等问题越来越关注，绿色环保食品便越来越受到重视，温室大棚种植恰恰迎合了人们这方面的需求。对大棚种植户来说，土地酸碱度、用水量的多少和适宜种植的物种都能够通过长期的种植获得经验，但是对于温湿度这种不易人工控制但却又和农作物生长息息相关的变量却不能轻易解决，温湿度这一参数成为长期困扰种植户的大问题。

温室大棚温湿度自动控制系问世后，长期以来困扰农民的温湿度问题便迎刃而解。该系统的制作成本相对较低，且应用较为广泛，而且对农民自身的文化素质要求不是很高，便于农民操作。更重要的是，该系统不仅节约了种植户的大量时间，同时在无形之中也提高了农作物的产量，增加了农民的收入，也满足了人们对绿色食品的需求。

早在20世纪70年代，国外便开始了对温室环境控制技术研究。他们先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。到了80年代末，便出现了分布式控制系统。而目前科学家们正在开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。

基于单片机的大棚温湿度检测系统是个小型的软硬件结合的产品，它针对个体农民的需要设计，适于中小面积的大棚种植。本文设计的温湿度控制系统采用AT89C51单片机为核心，大棚温湿度经温湿度传感器采样后，送入单片机，单片机将输入的温湿度通过LCD1602液晶显示器来显示，蜂鸣器报警提醒农民作出适当的温湿度调节。该系统成本低，操作方便，设计人性化，具有良好的推广价值。

以AT89C51单片机为主的温湿度检测系统可对大棚内部的温湿度和蔬菜所需的正常温湿度进行比较，以人性化的方式向大棚管理人员提供温湿度调节的信息，帮助农民提高农作物的产量，减少农民的工作量^[1]。

1.2 研究的任务和要求

a.能够准确的及时的度值与湿度值。

b温度值和湿度值的上限和下限都可由用户自身通过需求来改变。

c.通过采集温度和湿度值，准确地判断标准值与当前值之间的差异，及时地启动报警装置进行报警。

2 系统方案设计

2.1 总体方案设计

AT89C1为主控制器，主要是处理由DHT11温湿度传感器送来的数据，并将处理好的数据送入显示模块。温湿度采集模块主要是用来采集周围环境的温度和湿度的参数，并把采集到的数据送入单片机；按键模块主要是提供给用户来完成实际操作时温湿度上下限的设定；报警模块是用蜂鸣器来实现的；显示模块主要用来显示当前的温湿度的具体数值。

2.2 系统组成及框图

本系统为一个温湿度检测系统主要由以下几部分组成：温湿度采集模块、键盘模块、温湿度传感器、显示模块、报警模块组成，其原理框图如图2-1所示。

图2-1硬件组成框图

3 硬件设计

3.1 单片机最小系统

3.1.1 AT89C51的介绍

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器^[2]。AT89C51具有以下几个标准功能：寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：10年，全静态工作：0Hz-24MHz，128×8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。其实物如图3-1所示。

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