1、 本科毕业论文（设计）论文题目 ：基于单片机的农业大棚温湿度监测系统设计姓名 ： 学号 ： 班级 ： 年级 ： 专业 ： 学院 ： 指导教师 ： 完成时间 ： 武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸作者声明本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。特此声明。作者专业： 作者学号： 作者签名： 2017 年 3 月 26 日武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸基于单
2、片机的农业大棚温湿度监测系统设计XXXThe Design of Agricultural Greenhouse Temperature And Humidity Monitoring System Based on Single Chip MicrocomputerX, X X2017 年 03月 26 日武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸1摘 要在大棚种植术里，温湿度是影响作物产量的关键因素，传统的温湿度测量采集方式具有精度不高，操作费时费力的问题，不能够动态监测，很容易造成由于环境因素突变而造成的减产甚至无产的惨痛损失。本设计以 AT89S52 单片机为控制核心，用 SHT11 数字
3、式温湿度传感器作为数据采集，并把数据显示在 LCD 显示屏上，能任意时刻观测到大棚内部的实时环境参量；用户可自己设定温湿度上下限，当系统检测到的温湿度在安全阀值之外立即通过报警电路报警。这样设计出来的系统具有实时性、精度高、稳定性、低能耗、低成本、操作简单等诸多优点，可广泛应用与大棚种植的环境之中。关键词：AT89C52 单片机；SHT11；大棚；温湿度；传感器武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸2AbstractTemperature and humidity in the greenhouse planting technique, is the key factor that infl
4、uence the yield of crops, traditional way of temperature and humidity measurement collection has the accuracy is not high, laborious operation problem, dynamic monitoring, will not be able to easily caused by environmental factors mutations caused by production and even dangerous painful losses.This
5、 design by AT89S52 single chip microcomputer as the control core, using digital temperature and humidity sensor SHT11 as data acquisition, and data display on the LCD screen, can be observed at any time inside the greenhouse environment parameters in real time; Users can set temperature and humidity
6、 on the lower limit, when the system detects the temperature and humidity in the relief valve values through the alarm circuit alarm immediately. This designed system with real-time, high precision, stability, low energy consumption, low cost, simple operation, and many other advantages, can be wide
7、ly used and greenhouse cultivation environment.Keywords: AT89C52 Single Chip Microcomputer; SHT11; Greenhouses; Temperature And Humidity; Sensor 武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸1目 录1 引 论 11.1 选题背景 11.2 国内外研究现状 11.3 系统主要设计内容 22 系统硬件设计 32.1 系统性能概述 32.2 单片机模块 .32.3 单片机最小系统 .52.4 传感器模块 .62.5 显示模块 82.6 按键电路 122.7 报警电
8、路 .133 系统软件设计 153.1 系统主程序设计方法 .153.2 LCD1602 显示子程序 .153.3 DHT11 温湿度采集子程序 .164 系统测试 184.1 软件测试 .184.2 硬件测试 .18结 语 22致 谢 23主要参考文献 24附 录 25武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸11 引 论1.1 选题背景近期，我国温室的总种植面积位于世界前列，产业的发展迅猛。但是，我国的温室自动控制技术远远跟不上温室数量的增长，农业生产还在使用大量的人力劳动，不仅劳累，而且因为无法对温室环境进行精确监测，不仅浪费了大量的资源，还使作物产量受到了影响，降低了收入。同现代化农业发达
9、的国家相比，我国在这一方面还是有比较大的差距，特别在是对温室生产环境的各个因素的自动监测与控制方面。本课题目的在于研究一个基于单片机为主控芯片下的大棚温湿度自动监测系统，由于单片机及相关附加部件的经济性，使得其能广泛应用于广大农民之中，从而通过对大棚温湿度的科学量化实时监测调整对作物的环境从而提高农业产量，造福广大农民，其实用性使得这个研究很有必要。1.2 国内外研究现状上个世纪 70 年代开始，国外就利用当时发展的模拟技术对温室环境因子控制开展研究，告别了之前人工测量的落后时代，随着研究的深入和进步，分布式控制系统便进一步在此领域发展起来了。随着世界各国的温室自动控制技术的迅猛发展，如以色列
10、、荷兰、日本美国等西方发达国家，都实现了根据所植入和采集到的温室生物的特点与要求，对温室所处的多方面因素进行自动控制，包括温度、湿度、光照强度、水分、气体浓度、肥料等各个方面。在荷兰，其玻璃温室已经可以通过计算机控制，实行全自动无人化控制生产；在日本，其温室自动控制在温室生产的各项作业中都逐步实现了无人化、全自动化。通过热电技术的使用，荷兰实现了精确控制成熟期的水果和蔬菜，鲜花和其他植物的开花期，满足在各种节日的时间需求的人；在英国，伦敦大学农业学院研制出来的温室自动控制技术，可以对超过 50 公里的温室内环境进行监控，包括温度和湿度，光照强度，气体浓度和水等环境因素。比国外大概晚十年，也就是
11、在 80 年代之后，中国相关科研人员不断学习西方发达国家在温室控制领域取得的成果，并且积累总结出自身经验，内化为适应中国本土的技术，在研究初始阶段，只能对单一环境因子实现自动控制，但在随后快速发展的微机技术、传感技术等高新技术的驱动下，自动控制的领域有了翻天覆地的变化，通过温室生产，可利用计算机对生物生长所需的部分或者全部的环境因素进行自动控制，使农业生产方式有了巨大的改变，生产信息化、工厂化等已经成为了世界上农业广泛生产的新途径。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸21.3 系统主要设计内容1.3.1 系统框图图 1.1 系统框图1.3.2 元器件的选择利用 AT89S52 单片机控制单元
12、的设计，传感器采用 SHT11 数字温湿度传感器，1602A 双液晶显示器实时显示温度和湿度，蜂鸣器报警电路，并用三极管驱动， LED报警信息电路。在单片机中，ATMEL 公司生产的 C51 系列单片机具有成本低廉、运行稳定、开发周期短、易操作使用等优点，但是每次写程序的时候都要进行拔插，不仅在调试的时候比较繁琐，而且对芯片也会造成一定的损害；而 S 系列的 AT89S52 单片机弥补了这一缺陷，不仅支持在线 ISP 编程，免除繁琐的编程拔插，还比 89C51 多了一倍的内存，因此可以支持更大的程序，这样有利于该系统日后的功能拓展。在数据采集模块上面，为了使得整体电路更加精简，减少繁杂的外围电
13、路，A/D 转换电路，使用集成式的数字式温湿度传感器 SHT11。同样的道理， 1602 液晶显示器可以显示双行字符，满足了设计的显示要求。控制单元AT89S52电源电路复位电路键盘输入1602 显示电路报警电路温湿度传感器武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸32 系统硬件设计2.1 系统性能概述作为一个大棚温湿度监测系统，其核心任务是对棚内环境进行自动测量。该系统上电初始化后，通过 SHT11 感应并检测大棚内的温湿度值，传送给 AT89S52 核心处理单元，此时处理器调出内部设定好的温湿度上下限，据此对比判断对应数据是否异常，然后做出报警与否的反馈；确定是否异常超过预设的时间，如果超过预
14、定时间，异常信号从报警电路输出；然后继续确定异常处理，如果解决了，然后就会解除报警。这样一来，通过单片机的核心处理控制功能来采集实时环境信息，让用户可以实时高效地获取大棚内部的环境状态，从而能够及时实施管理。2.2 单片机模块单片机作为一种微型计算机，广泛应用在工业自动化、自动控制、智能仪器仪表等领域，具有体积小、成本低的特性，功能齐全，简单方便，发展迅速，嵌入容易。本设计采用 AT89S52 单片机，单片机是一种低功耗，高性能 CMOS8 位微控制器，有 8K 的系统内可编程闪存。它兼容 MCS-51 系列的引脚，适用于所有标准80C51 指令集。从而使该器件进行编程，因此它能够在进行程序烧
15、录是不进行多次拔插，可避免不必要的繁琐程序以及对装置的损耗甚至损坏。2.2.1 AT89S52 主要功能概述AT89s52 提供以下标准功能：8K 字节的 Flash 闪速存储器，256 字节内部RAM，拥有 32 个 I/O 口线、3 个 16 位定时器/计数器、一个 6 向量两级中断结构、1个全双工串行通信口以及片内振荡器及时钟电路。与此同时，AT89S52 可将至 0 Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的结点工作模式。空闲方式停止 CPU 工作，但允许 RAM 和定时器/ 计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式下会保存RAM 中的内容，但是振荡器停止工作并且禁止其它所有部件工
16、作，直到下一个硬件复位。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸42.2.2 AT89S52 封装结构图 2.1 AT89S52 PDIP 封装结构2.2.3 AT89S52 引脚功能VCC: 电源引脚GND: 逻辑地P0 口：8 位的地址和总线复用 I/O 口。 P1 口：I/O 端口，8 位，具有内部上拉电阻。P2 口：P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 口：端口 P3 是具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 口依然和 AT89C51一样提供了它的第二功能。RST：复位输入端口，复位方式是当其工作是在 RST 引脚接入持续时间长达两个机器周期以上高电平
17、。ALE/ PROG：地址锁存允许。SEN：片外程序存储器的读选通信号。A/VPP：外部访问允许端口。第二功能，即 VPP 功能，在对片内 Flash 进行编程的时候，要在这个引脚上接入 12V 的编程电压。XTAL1：片内振荡器反相放大器和内部时钟发生器的输入端。XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸52.3 单片机最小系统单片机最小系统就是单片机能够运行程序，正常工作最简单电路系统，是保证单片机的正常启动和开始工作的必须电路，组成这部分的东西缺一不可,单片机最小系统应该有单片机、晶振电路、复位电路。2.3.1 单片机在上节已经作了阐述。2.3.2
18、晶振电路在 Proteus 仿真环境里如图 2.2 。图 2.2 单片机振荡电路系统在执行程序的时候需要一个稳定的时钟信号，一切的指令都需要这样的时钟信号才能够有条不紊地执行。单片机系统所需的时钟信号由晶振提供，并且其运行速度与频率的高低息息相关，呈现出正比的规律，单片机产生的频率越高其运行速度就越快，反之则越慢。在一般环境下，晶体振荡器的频率五十的绝对精度可以达到百万，足够一般使用，先进的水晶会更精确。STC89S52 采用 11.0592MHz 的晶振作为振动源，单片机内部含振荡器电路，所以震荡电路的连接跟 8051 单片机一样，所连接的电容容量为 22pF 即可。2.3.4 复位电路如同
19、计算机，单片机在执行程序的时候可能会遇到各种各样的意外情况而使系统瘫痪或者软件跑飞，因此就需要一个复位机制。就好比计算机的重启部分，单片机复位电路使得其具有恢复正常运作的功能，当按下复位按键的时候，内部的程序会重新从头开始执行。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸6图 2.3 复位电路单片机的复位电路由两种方式，分别是上电自动复位和按键复位，本设计采用的是上电自动复位电路，实现原理如图 2.3。2.4 传感器模块2.4.1 SHT11 简介目前在电容式温湿度传感器的发展中，以盛世瑞恩公司制造的 SHTXX 系列的产品占主要份额，即集成的单片智能数字化温湿度传感器。这种产品在工业 CMOS 过
20、程中采用了微加工技术，从而使其有长期的稳定性和比较高的可靠性。它的外观和引脚如图 2.4 所示。图 2.4 SHT11 外观和引脚这个温度和湿度传感器由一个湿度传感器探头式温度测量元件和电容器体，还包含了 A/D 转换器，这样一来就能够免去复杂的外围电路而使该装置直接输出数字信号。对于传感器的系数校准方面，它会在对外界检测到相应信号的时候自动调用存储在 OTP 内存里的校准系数程序。其湿度测量范围为 0%100%RH, 测量精度为0.1%RH;温度测量范围为-40 123.8 ,测量精度为0.01。2.4.2 SHT11 端口介绍VDD ：电源引脚。SHT11 的额定电压为 5V。一般在 3.
21、3V 就可以正常工作，上电后电源引脚可以接上一个 100nF 的电容。SHT11 的串行接口优化传感器读出和有效的电力消耗。传感器可以连接到一个 I2C 总线，不干扰其他设备连接到总线，控制器必须在协议之间进行切换。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸7GND：地。SCK：串行时钟输入。DATA：串行数据引脚。这个传感器的三态串行数据引脚用来收发数据。传感器发送命令到串行数据时钟（SCK）的有效前沿，并且必须保持稳定在较高的水平时，SCK， SCK 边缘的数据值可能倒台后发生改变。为了保持安全通讯数据有效，应当延长在 TSU 上升和 THO 下降沿的 SCK 后,分别见图 2.5。图 2.5
22、 SHT11 收发数据时序用于读取数据传感器、数据 SCK 已经是低电平,后是有效的电平 SCK 仍然有效,直到下一个下降沿到来。为了避免信号争用单片机必须唯一用低电平驱动数据位，所以通常在该引脚外部接上 10k 大小的上拉电阻。2.4.3 SHT11 典型应用电路图 2.6 SHT11 典型应用电路武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸82.5 显示模块2.5.1 LCD1602 概述本系统选择的字符型显示器是一种用 5*7 点阵图形显示字符的显示器，根据可以显示的字数多少可以分为 2 行 20 字、2 行 16 字、1 行 16 字等。通常我们所用的是 2 行 16 字，也就是本系统采用的
23、 LCD1602 模块。 液晶显示器具有体积小，功耗低，微薄而轻，使用方便，显示内容丰富等优点，已应用于许多低功率器件。这个装置的引用使得这些电子设备的人机界面变的越来越形象和直观。图 2.7 是该模块的实物图。图 2.7 LCD1602 实物图2.5.2 LCD1602 特性该类型液晶显示模块内部有字符发生器 CGROM，也就是字符库。可以显示 192个 5*7 点阵字符。如图 2.8。因此，每个字母和数字都有唯一的一个代码至，而且恰好与 ASCII 码中的字母和数字相同。因此在显示字母和数字的时候，向 LCD1602 送入对应的 ASCII 码就行了。图 2.8 LCD1602ROM 字符
24、库的内容武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸92.5.3 LCD1602 引脚说明字符型 LCD 通常有 14 条引脚（无背光）线或 16 条引脚线（带背光）两种接口形式，其中 16 条引脚的多出了背光电源线 VCC(15 脚) 和地线 GND(16 脚)，各引脚定义如表 2.1 所示。 表 2.1 LCD1602 引脚功能定义编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明1 VSS 电源地 9 DB2 Data2 VDD 电源正极 1 DB3 Data3 VL 液晶显示偏压 11 DB4 Data4 RS 数据/命令选择 12 DB5 Data5 R/ W 读/写选择 13 DB6 Data6
25、 E 使能信号 14 DB7 Data7 DB0 数据 15 BLA 背光源正极8 DB1 数据 16 BLK 背光源负极2.5.4 命令格式及功能说明(1) 清屏。下面是命令格式：表 2.2 清屏命令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 0 0 1这条命令将屏幕显示清除，光标归位。(2) 返回。表 2.3 返回命令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 0 1 X该指令将 DDRAM 和显示 RAM 的地址置 0，将显示返回到原来的位置。(3) 输入方式设置。命令
26、格式如下：表 2.4 输入方式设置命令武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸10RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 0 1 I/D S这段指令的功能室设置光标的移动方向，并且指定是不是将整体显示移动。I/D=1 增量方式I/D=0 减量方式S=0 移位S=1 不移位(4) 显示开关控制指令。表 2.5 显示开关指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 0 1 D C B功能：控制整体显示器的开/关、光标的开/关、光标所处字符闪烁与否。D=0 显示器关； D=1 显示器开；C
27、=0 光标关； C=1 光标开；B=0 字符不闪烁； B=1 字符闪烁。(5) 光标移位指令。表 2.6 光标移位指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 0 1 S/C R/L X X功能：让光标移位或者整体显示移位。S/C=0 光标移位； S/C=1 显示移位；R/L=0 向左移位； R/L=1 向右移位。 (6) 功能设置指令。表 2.7 功能设置指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 0 1 DL N F X X功能：设置数据总线位数和显示的行数及其字型。DL=0 4 位数据接口；
28、 DL=1 8 位数据接口；武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸11N=0 单行显示； DL=1 双行显示；F=0 5*7 点阵； F=1 5*10 点阵。(7) CGRAM 地址设置指令。表 2.8 CGRAM 设置指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 0 1 CGRAMD 的地址（低 6 位）设置 CGRAM（数据显示存储器）的地址，范围为 0-36。(8) DDRAM 地址设置指令。表 2.9 DDRAM 设置指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 0 1 CGRAMD 的地址（低 7 位）设
29、置 DDRAM（数据显示存储器）的地址，范围为 0-127 。(9) 读忙信号及地址计数器。表 2.10 读忙信号指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 1 BF AC 内容（低 7 位）指令解释如下：BF=0 LCD 不忙（此时可以接收命令和数据） ； BF=1 LCD 忙；AC 是地址计数器值，范围是 0-127 。(10) 向 CGRAM 或 DDRAM 写入数据指令。表 2.11 写数据指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB00 1 0 要写入的数据 D7D0功能：向 DDRAM 写入字符码以显示对应字
30、符。(11) 从 CGRAM 或者 DDRAM 中读出数据指令。表 2.12 读数据指令RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸120 1 1 要读出的数据 D7D02.6 按键电路按键电路要完成的任务有：判别是否有按键按下，如果有就进入下一步工作；然后识别哪一个键被按下，求出相应的键值；依据键值找到相应的处理程序入口。在单片机系统中我们常用的键盘是按键式键盘，那个按键实际上就是一个开关。图 2.9 是按键按下时行线电压输出波形图。图 2.9 按键抖动现象由图可知按键在开闭的一瞬间都有抖动期，基本上在 5-10ms 左右
31、 ，在键盘被按下的稳定期内，电平状态呈现出低电平。因此判定按键是否按下实质上就是检测行线输出的电压时低电平还是高电平。若为高电平，则按键断开；若低电平，按键闭合。但是由于其机械特性导致的抖动现象，我们必须消除按键的抖动从而消除对按键闭合与否的判断障碍，提高判别的准确性。消去按键抖动的方式有两种：软件延迟和采用专门的键盘接口芯片。考虑到使用系统的成本和简单消除抖动的角度，我们采用的是软件延时的设计方法。利用软件延时的方法消除按键抖动的思想：当检测到按键按下时，行线电平状态为低电平，此时执行一段延时为 10ms 的子程序，再确认电平是否为低电平，如果此时真有按键按下，则应仍为低电平。反之，当按键松
32、开是，该按键所在的行线跳变为高电平，同样执行一段延时 10ms 的延时子程序后，再看是不是高电平，如果为高电平，则表示按键已经释放。这样的操作可以达到消除两个抖动期的影响，大大提高可靠性。本设计采用四个机械按键，接在单片机的 P3 口，四个按键满足对系统温湿度上下限值的设定。连接方式如图 2.10：武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸13图 2.10 键盘电路SET 键的作用是选择调整项目，即温度上限、温度下限、湿度上限、湿度下限四个可选，OK 是确定键，UP 和 DOWN 分别是加和减的操作。通过这几个按键和对该装置设定允许的温湿度上下限，超过该设定值就会启动报警电路发出警报。2.7 报警
33、电路为了让电路在检测到环境温湿度超过预设值的时候做出反应，本设计采用了声光报警电路，蜂鸣器发出声音提醒大棚农户，通过 8050 晶体管来驱动蜂鸣器；四个LED 灯分别对应温度过高、温度过低、湿度过高、湿度过低的异常状态，好让用户一眼看出发生了哪一个具体的异常情况。连接图如下：图 2.11 声报警电路武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸14图 2.12 光报警电路武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸153 系统软件设计3.1 系统主程序设计方法本系统使用的是 Keil 软件，它是 C51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统，能够应用通俗易懂的高级 C 语言对单片机进行软件开发。当然，在写程
34、序之前必须要对系统的电路有足够的了解，各个接口，还有系统各个芯片或者模块的时序，在编程过程中都要对其遵守，那样才能将你所预设的功能付诸实现。在搞清楚了硬件的特性之后，根据该特性首先要做的就是画出流程图，组织好每个模块的处理先后顺序。另外，也要善于利用软件去替代部分硬件做的事情，比如在此设计里，消除键盘按键抖动现象就使用了软件除抖，使得硬件电路更简洁，也降低了系统总体成本。所有的程序，使用 C51 编程语言，在 keil 开发环境中编译和调试，整个程序利用了中断技术、数字滤波技术、系数补偿技术以及其他先进技术。程序设计都分了模块，模块化的程序结构清晰，易于修改。由以下主要模块组成：主程序模块、温
35、湿度采集模块，报警模块、数据显示模块、按键模块和其他的附加模块。3.2 LCD1602 显示子程序首先要对 LCD 模块进行初始化，另外由于该器件是慢显器件，在对其进行操作前要先读忙标示，为低电平时操作才有效，这个读忙标示也可以用延时操作来替代，作用是一样的。这些都可以放在 LCD_init(void) 里面去实现。根据程序功能思路，结合硬件特性，得出下面程序流图：武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸16图 3.1 系统主程序流图LCD1602 初始化代码见附件3.3 DHT11 温湿度采集子程序首先要对 LCD 模块进行初始化，另外由于该器件是慢显器件，在对其进行操作前要先读忙标示，为低电
36、平时操作才有效，这个读忙标示也可以用延时操作来替代，作用是一样的。这些都可以放在 LCD_init(void) 里面去实现。根据程序功能思路，结合硬件特性，得出下面程序流图：武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸17图 3.2 LCD1602 显示子程序流图温湿度测量程序见附件。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸184 系统测试4.1 软件测试本设计的程序部分采用 Keil C51 编写，它是在标准 C 语言基础上发展起来的针对 51 单片机的实用高级编程语言。首先根据设计的主要思想在 Keil 界面上把完整的程序输入，在保证语法、格式正确的情况下对源程序进行编译，生成可执行的目标代码。当
37、然这个过程中遇到了很多困难，比如一些变量没定义好，或者有其他的一些语法错误，在进行检查调试后，顺利通过。下图是 Keil 程序界面的截图：图 4.1 Keil 程序界面在经过多次调试修改之后，所有程序都通过编译，并生成了需要的目标执行文件。在这个过程中，我发现很多由于个人疏忽导致的细节问题使得很多次挣扎在程序编译频繁出错的边缘。并且通过细心调试，请教同学和老师，最后一一解决了这些问题，也收获了不少。4.2 硬件测试4.2.1 系统硬件仿真在硬件实现方面，利用 Proteus 软件实现电路图的连接、程序写入以及功能仿真。下图是系统完整电路：武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸19图 4.2 系
38、统整体电路在实现好软件部分的撰写并且编译后没有报错之后，在 Proteus 环境里把Keil 生成的可执行文件写入到单片机里面，点击仿真按钮，系统开始工作。在初始阶段，默认给定 SHT11 的值如图。图 4.3 SHT11 初始值此时液晶显示如图 4.4。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸20图 4.4 液晶显示数据由于本系统默认设置的温度上限为 40 摄氏度，对 SHT11 把温度调至 41 度的时候，液显如图 4.5，蜂鸣器开始发声，温度过高的 LED 指示灯也被点亮，如图 4.6。图 4.5 温度过高时液显内容图 4.6 光报警电路同样，对该系统传感器的湿度分别调到 80%以上、30
39、%以下，相应报警电路都被激活，因此在硬件测试下获得了与预期一样的功能。另外，对按键的测试也通过，因此在实际应用中可以自行通过按键根据作物的特点改变报警的阀值，科学的进行动态监测。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸214.2.2 硬件测试总结在电路仿真调试的过程中，同样遇到很多困难。从开始的 Proteus 仿真软件的学习，到对它操作的熟悉，后来连好电路图之后，把前面生成的可执行文件写入开始仿真，发现按键没反应，经过观察代码才发现原来在软件部分定义的按键端口和电路图的连接端口不吻合，修改过来便解决了这个问题。另外，在通过对传感器调节输入数据，在温湿度超过限度的时候，蜂鸣器不报警，通过观察电路
40、才知道报警电路与单片机连接的端口处电平取反了。这样的问题遇到了很多，在一次又一次的修改后，终于完成了硬件部分的仿真，实现了所有预设功能。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸22结 语这项设计在单片机技术、传感器技术、C 语言编程等科学知识完成了基于单片机控制的大棚温湿度自动检测系统的设计，实现了环境温湿度自动实时检测显示，并且在温湿度过限发出警报。由于单片机的经济和开发成本低廉，操作简便，在农业自动控制领域具有很强的实用性。武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸23致 谢这次的设计和论文是在各位老师的悉心指导下完成的。你们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着
41、我。从课题的选择到项目的最终完成，你们都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向老师们致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢武昌工学院来对我的大力栽培；感谢大学所有的老师给予我谆谆教诲，为我打下坚实的知识基础；同时还要感谢所有同学们。撰写论文也使我的知识体系也在不断地拓展和成熟，希望在未来的工作和生活过程中，亦能一直保持不断的学习，不断的完善自我，走向成熟。最后，希望在以后的学习和研究中能以更加优异的成绩来答谢所有关心和帮助过我的老师和同学！再次谢谢您们！武昌工学院本科毕业论文（设计）专用稿纸24主要参考文献1 王明喜,崔世茂 ,王红彬,李志鑫 ,李海涛,张鑫,胡博,张雪冰,张晓蒙. 大棚型日光温
42、室光照、温度及湿度等性能的初步研究. 农业工程技术(温室园艺),2008,05:19-21.2 褚福强,董学仁 . 单片机的网络接入技术研究 . 仪器仪表用户,2006,05:4-5.3 杨承帅. 蒸化工艺中温湿度测量装置的研制.苏州大学,2012.4 陈英俊. 基于单片机的温湿度监测和报警系统设计. 广东石油化工学院学报,2013,04:42-46.5 林嘉. 基于 89S52 的 LCD1602 程序设计. 电脑知识与技术,2012,26:6376-6378.6 张迎辉. 单片微型计算机键盘接口设计. 信息技术,2004,07:68-69+91.7 韩毓.基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统.
43、山东:中国海洋大学学位论文.2009:27-28 赵芝芸.温室智能监控系统.江苏:江苏科技大学学位论文,2010:1-39 沈庆阳. 单片机实践与应用. 北京: 清华大学出版社, 200210 刘光伟. 基于单片机的温室温湿度监测系统设计与实现.燕山大学,2012.11 彭宏丽温室环境智能监测与控制系统设计.山西:太原理工大学学位论文,2007:1-412 廖丽媛.基于应变式扭矩传感器的测量系统的设计. 上海: 东华大学, 201313 刘九庆. 温室环境工程技术. 吉林: 东北林业大学出版社, 200214 张友德, 赵志英 , 涂时亮 . 单片微型机原理应用与实验. 上海: 复旦大学出版社
44、, 200315 沈庆阳. 单片机实践与应用. 北京: 清华大学出版社, 200216 杜深慧. 温湿度检测装置的设计与实现. 北京: 机械工业出版社, 200417 Li Hai-Xia, Zeng Jie-Hui, The design of environmental temperature and humidity remote monitoring system based on AT89S52 MCU, Applied Mechanics and Materials, v 496-500, p 1595-1602, 201418 Ding Libo, Wang Xuehui, De
45、sign of a web-based temperature and humidity monitoring systemC, 2011 2nd International Conference on Management Science and Electronic Commerce (AIMSEC), 2028-2030, 201119 Yong Huang, Design and Realization of Wireless Sensor Network for Vegetable Greenhouse Information AcquisitionC, 2010 6th International Conference on Wireless Communications Networking and Mobile Computing (WiCOM), 1-4, 201020Wu Zi Yue, Zhang Shuai, Gao Ting, Design of temperature and humidity monitoring system for marine working platform C, Applied Mechanics and Materials, v 300-301, p 453-457, 2013.
