摘 要

温室大棚种植技术是种植果蔬、花卉的一种重要手段，近年来在全国各地都有推广应用。温室大棚是以人工方式改变小范围空间的环境因素使之更有利于作物生长为运作手段的，所以对环境因素变量的监测与控制就尤为重要。本文结合现代控制技术模拟了种植大棚内环境温度、湿度的变化，并设计了对其进行实时监控的系统。

系统以AT89C52为主控制器，以SHT11为温湿度检测元件，采用模块化的方式设计了一个用于精准种植大棚的温度湿度监测与控制系统，该系统的硬件组成主要有：主控制模块、温湿度检测模块、显示模块、按键模块、温湿度控制模块、声光报警模块、断电保护模块、无线通信模块等。使用Proteus、Keil等软件进行仿真测试。检测结果显示温度和湿度采集数据与实际数据的偏差在±0.5标准单位以内。系统响应迅速，基本实现了设计要求。

关键字：单片机；温湿度控制；温室大棚；SHT11

Abstract

Greenhouse cultivation technology is a significant measure of planting fruits, vegetables and flowers, and it has been popularized and used throughout the country in recent years. The greenhouse is an operation mechanism which factitiously transforms the environmental factors of a small range of space to make it more beneficial to crop growth, therefore the monitoring and control of environmental factor variables is particularly important. This paper combines modern control technology to simulate the variations of environmental temperature and humidity in the greenhouse, designing a real-time monitoring and control system for them.

The AT89C52 is chosen as the main controller and the system uses SHT11 to detect the temperature and humidity. The temperature and humidity monitoring and control system for the greenhouse is designed in a modular manner. The main constituent parts are: main control module, temperature and humidity detection module, display module, button module, temperature and humidity control module, audible and visual alarm module, power failure protection module, wireless communication module, etc. Proteus, Keil and other software are used for simulation testing. The result of the test shows that the deviation between the collected temperature and humidity data and the actual data is within ±0.5 standard units. and the respond speed of the system is quickly, it has met the design requirements by the large.

Keywords: single chip microcomputer; temperature and humidity control; greenhouse; SHT11

目录

第1章 绪论 1

1.1 选题研究背景及目的意义 1

1.2 国外温室监控技术发展及研究现状 2

1.3 国内温室监控技术发展及研究现状 3

1.4 课题研究内容 4

第2章 系统方案设计 5

2.1 种植大棚监控系统工作原理 5

2.2 系统设计原则 5

2.3 总体方案设计 6

2.3.1 控制系统组成 6

2.3.2控制系统设计思路 6

2.3.3 无线通信技术原理及实现方法 7

2.4 本章小结 7

第3章 硬件部分设计 9

3.1 主控制模块 9

3.1.1 AT89C52简介 9

3.1.2 AT89C52单片机最小系统 9

3.2 温湿度采集模块 10

3.2.1 SHT11简介 10

3.2.2 SHT11引脚功能 11

3.2.3 温湿度检测电路 11

3.3 温湿度控制模块 11

3.3.1 种植大棚内的温湿度调控方式 11

3.3.2 温湿度控制电路 12

3.4 声光报警模块 13

3.4.1蜂鸣器报警模块 13

3.4.2 灯光报警电路 14

3.5 按键模块 14

3.6 显示模块 14

3.6.1 LCD1602简介 15

3.6.2 显示电路 15

3.7 断电保护模块 16

3.7.1 24C02芯片简介 16

3.7.2 断电保护电路 16

3.8 无线通信模块 17

3.8.1 RS232简介 17

3.8.2 MAX232简介 17

3.8.3 无线通信电路 18

3.9 本章小结 18

第4章 软件部分设计 19

4.1 系统总体软件设计 19

4.2 SHT11程序设计 19

4.2.1连接复位 20

4.2.2 信号转换 21

4.3控制电路程序设计 22

4.4 LCD1602程序设计 23

4.5 按键模块程序设计 24

4.6无线通信模块程序设计 25

4.7 本章小结 26

第5章 仿真调试 27

5.1仿真环境介绍 27

5.2 仿真调试结果展示 27

5.2.1 调试前准备工作 27

5.2.2 温湿度检测仿真 28

5.2.3 温湿度控制仿真 29

5.2.4 无线通信仿真 31

5.3 本章小结 32

第6章 总结 33

参考文献 34

附录A 部分源代码 35

附录B 电路原理图 46

附录C 印刷电路板图 47

附录D 仿真电路图 48

致谢 49

绪论

选题研究背景及目的意义

古语云：“农者，天下之本也”。我国自古以来就是一个农耕国家，几千年来一代又一代的劳作者耕种经验与实践的堆叠使得我国的农业种植技术不断向前发展。到现代，先进的科技手段和技术为农业种植带来新的改善和升级。目前我国农业正是处在一个由传统农业向现代化农业转型过渡，由低产能向高产能过渡的阶段。种植工具及设备正在逐步向机械化、智能化、高效化方向发展。农业种植方式和方法也更加科学化、标准化、规范化^[1]。自动控制技术和新型材料行业的迅猛发展已经改变了过去农耕“依天时，趋地利”的情况。温室大棚种植技术便是其中的有突出代表性的种植手段，在农业种植领域得到了广泛的运用。

采用温室大棚的种植方法可以产出产量更高、品质更加优异的蔬果、花卉，而且还能突破这些作物在以往只能在特定的自然季节供给的限制条件，延长它们的供应期。甚至可以克服一些在种植环境上的难以解决的问题，使农作物能够在更大的范围区域内进行种植。搭配精准种植技术，定时定量地精准实施现代化农业种植手法，增强土壤的生产能力，以最少的人力资源或最节省的物力资源投入达到同等收入或比期望更高的收益。并有效地节约各类环境资源的浪费，取得经济效益和环境效益。