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毕业论文网 > 毕业论文 > 理工学类 > 自动化 > 正文

基于单片机的温室大棚环境监测系统的设计

 2023-02-24 09:24:00  

论文总字数:23419字

摘 要

温室大棚是设施农业中的重要一环,要想我国农业能够茁壮发展我们可以使温室大棚更加智能和科学。通过温度湿度等传感器收集数据,我们可以结合生物的生长规律,人为的提供一个更加合适的生长环境来提高生产力。近些年计算机方面的技术发展的十分迅速,计算机控制的理论也逐渐发展到各行各业,用单片机来控制和调整温室大棚内部环境变得越来越常见。

温湿度是蔬菜大棚的最关键因素。本设计就是为温室大棚构造一个温湿度智能系统。本设计以硬件为主软件为辅来完成设计要求。当温湿度传感器模块还有显示和控制模块完成后,硬件设计的工作就差不多完成了;软件方面的关键就是设计出出主程序和子程序的流程图,并用程序实现。在系统的设计过程中性价比是很关键的因素,多选用价格合理性能优良的元器件。经实践证明,一个性能良好稳定的系统,能够智能的检测和控制温湿度是有实用价值的。

关键字:单片机;大棚; 温度; 湿度; 传感器

 

Design of The Environment Monitoring System Based on SCM Greenhouse

Abstract

Greenhouses is an important part of agricultural facilities, to our country agriculture to thrive we can more intelligent greenhouses and science. Through the temperature humidity sensor to collect data, we can combine the biological growth rule, the growth of the human to provide a more appropriate environment so as to achieve the purpose of increasing production. With the development of computer application technology, computer control theory also gradually developed to all walks of life, using single-chip microcomputer to control and adjust the greenhouses internal environment is becoming more and more common.

Temperature and humidity is the most key factors of vegetable greenhouses. This design is a temperature and humidity in greenhouses construction intelligent system. This design is given priority to with the hardware software is complementary to complete the design requirements. When the temperature and humidity sensor module and display and control module, after the completion of the hardware design of the work is almost finished; Key is to design and software flow charts of main program and subroutines, and it is implemented in a program. Ratio in the process of the system design is a key factor, choose reasonable price more excellent performance of components. The practice proved that the stability of the system with a good performance, can intelligent detection and control of temperature and humidity has a certain practical value.

Keywords: MCU; Greenhouse; Temperature; Humidity; Sensor

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1选题背景 2

1.2设计简介 2

1.3 本文工作与论文结构 2

1.3.1本文工作 2

1.3.2 论文结构 3

第二章 方案设计与论证 4

2.1 主控系统 4

2.2 温湿度传感器模块 4

2.2.1 温湿度传感器方案的选择 4

2.3电源模块 5

2.4报警模块和控制模块 5

2.5键盘与显示模块 6

第三章 硬件设计 7

3.1总体设计 7

3.1.1 系统框图 7

3.1.2元件选择 8

3.2 DHT11传感 8

3.2.1 DHT11传感器的技术参数 9

3.3 LCD1602显示模块 10

3.4主控电路 11

3.4.1单片机最小系统简介 11

3.4.2单片机复位电路 13

3.4.3单片机晶振电路 13

3.5 按键模块 14

3.6串口通讯模块 15

3.6.1串口的电气特性 15

3.6.2 Max232电平转换芯片 15

3.7报警模块 16

3.6.1蜂鸣器频率的设定 16

3.8控制模块 17

3.8.1继电器工作原理的简介 17

3.8.2温湿度控制 18

第四章 软件设计 20

4.1软件设计的流程图 20

4.2温湿度采集及处理框图 20

4.3 LCD初始化 21

4.4 LCD显示框图 22

4.5 DHT11初始化模块 22

第五章 安装与调试 24

5.1电路的焊接 24

5.2程序烧写 24

第六章 结束语 25

致 谢 26

参考文献(References) 27

附 录 28

第一章 引 言

上世纪70年代以来,我国经济快速增长,农业发展也被越来越多的人们重视,其实温室大棚一直是我国农业发展的重点项目。现代化的农业生产是和数据分不开的。温湿度值和土壤浓度等数据都是作物生长的关键数据。现代化农业的生产中,以蔬菜大棚为首的现代农业设施为现代化农业发展做出巨大贡献。大棚内温湿度与二氧化碳含量等参数,是蔬菜和水果生长的关键因素。如今国外的温室设施的发展已经到了一个比较成熟的程度,且形成了一定的标准,但是价格十分昂贵,缺乏和我国的气候特征相适合的测控软件。现如今多数对大棚环境的监控大多都不是自动管理,这样不仅无法精确的得到温室大棚内的数据,而且还大大提高了因为数据出错造成损失的风险。结果既浪费人力又浪费财力还不一定能达到预期的效果。为了提高农业生产质量,我们应该大力的发展智能温室大棚,通过对环境的检测来提高效率。所以构建一个适合温室大棚的智能自动化控制系统是有必要的

1.1选题背景

温湿度和人类的生产、生活密不可分,而且是工业生产中最常见的基本工业参数,譬如机械、化工等各类工业中都需要对温湿度的检控。随着科技的发展,人们逐渐意识到自动化控制可以大大提高生产发展,在农业发展中,智能温室大棚十分关键,所以对温度湿度的检测及控制就尤为重要。

自改革开放以来,坚持科学的发展观,促进农业的快速发展一直是关键一环,90年代以来,我国的设施农业事业得到迅速的发展。温室是现代农业生产中常见的基本设备,用它能有效地控制或调节有些环境因素,如温度、光照、湿度等,生产优质的农业产品。因此,温室大棚的产生,可以说是人与自然斗争的产物。如今,温室大棚对人类经济生活的作用和地位越发显著,关系日益密切。温室大棚是可以改变植物生长的环境、为植物的生长创造有利条件、避免外界季节变化和恶劣气候对植物生长影响的场所。

1.2设计简介

本设计课题名称为基于单片机的温室大棚环境监测系统的设计。它可以分为五大组成部分:温湿度传感器DHT11检测模块、单片机模块、报警模块、控制部分、电源模块、显示模块。该系统要实现自动检测大棚内温湿度功能,基于此要求,温湿度传感器DHT11检测模块即能完成以上要求,DHT11传感器就会实时把检测到的信号传输到单片机,单片机进行处理信号之后,把检测的温湿度实时显示在LCD1602显示屏上面。CPU用STC89C52RC单片机,配合编程来实现。报警装置采用的是有源蜂鸣器配备单片机软件控制可以设置不同的频率。控制部分采用三个个继电器以及送风机、加热模块、水泵、除湿模块等部件。电源模块分为单片机弱电部分和控制模块220V交流市电。

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