1、太原工业学院毕业设计诚信申明本人严正声明：本毕业设计是在导师的指导下由本人独立撰写完成，没有剽窃，抄袭，造价等违反道德，学术规范和其他侵权行为，因毕业设计引起的法律后果完全由本人承担。本人签名：2013 年 6 月 15 日太原工业学院毕业设计毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 无线温室大棚光照控制系统开发 系部： 自动化 专业： 自动化 学号：092039233 学生： 王良训 指导教师（含职称）： 佟春生 教授 专业负责人： 郭晋秦 1设计（论文）的主要任务及目标请开发设计一套可实现在每个温室中采集诸如空气温度、空气湿度、光照强度、土壤湿度、营养液 EC 值（盐类浓度电导率） 、pH
2、 值以及室外天气参数、作物生理参数等信息的无线感知温室大棚检控系统。要求：(1)监控点位置灵活变动；(2)节点数目可随意增减；（3）温度的高低通过控制卷帘机、通风口的大小，及室内加温的大小来进行综合控制；（4）湿度主要通过通风口来进行控制。2设计（论文）的基本要求和内容（1）阅读与毕业设计相关的中英文文献约 30 篇；（2）比较详细的了解国内外相关课题的研究现状，对现有类似系统进行定性分析，并明确进行该课题研究的目的和意义；（3）能较熟练进行单片机控制系统设计；（4）开发出实物样机；（5）总结、撰写开发报告。3主要参考文献1包长春，石瑞珍基于zigBee技术的农业设施测控系统的设计口J农业工程
3、学报，2007，23(8)：160一1612蒋园园，宋良图农田远程数据采集系统的设计与实现J自动化与仪器仪表，2007(6)：18193代媛，何东健，张建锋基于zigBee的农业信息无线传输网络研究与实现口J传感器与微系统，2010，29(7)：154武风波，强云霄基于zigBee技术的远程无线温湿度测控系统的设计J西北大学学报，2008，38(5)：7327335杨烨，董惠基于zigBee的无线传感器网络节点的设计J，测控技术，2009(17)：141太原工业学院毕业设计1426齐文新，鲁涵，孙庆虎等基于GPRS技术的温室自动控制系统，GREENHOUSE HOUTICULTURE，3839
4、.7张杰，胡世安，龙子夜等基于GPRS的无线数据传输系统及其应用探讨J，电子测量与仪器学报，2009，(增刊)：1541578赵申，蒋铃鸽基于GPRS的无线数据采集与传输终端叨通信与计算机，2004，(8)：1301324进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 资料搜集、整理分析，提出研究技术路线（开题报告）2012 年 12 至 201 年 3 月 8 日2 方案的比较和论证 2013 年 3 月 9 日至 4 月 1 日3 系统开发 2013 年 4 月 2 日至 5 月 1 日4 系统调试、完善 201 年 5 月 1 日至 5 月 30 日5 撰写开发报告、答辩 2013 年
5、 6 月 1 至今太原工业学院毕业设计太原工业学院毕业设计无线温室大棚光照控制系统开发摘要温室大棚光照，温度，适度是影响蔬菜生长速度和质量的重要因素，实现对光照，温度，湿度的自动化精确控制是现代温室大棚发展的主要方向，而现代物联网技术的发展，为温室大棚的远程控制和智能化控制提供了可能。为了实现对三要素的精确控制，本系统选取光照这一单一参数进行控制。运用AT89C52 单片机和互联网技术为核心，设计出一套切实可行的温室控制系统。本系统具有成不低廉，性能可靠，精度较高，工作稳定，便于维护，便于扩充等特点。关键词：温室大棚 ，光照监控，单片机，物联网太原工业学院毕业设计Wireless greenh
6、ouse lighting control system developmentAbstractGreenhouse light, temperature, moderate growth is affecting the speed and quality of vegetables an important factor to achieve the light, temperature, humidity, precise control automation is a modern greenhouses main direction of development, and the d
7、evelopment of modern networking technology for greenhouses remote control and intelligent control possible.In order to achieve precise control of the three elements of the system for selecting a single parameter of the control light. Using AT89C52 microcontroller and Internet technology as the core,
8、 to design a viable greenhouse control system.The system has to not inexpensive, reliable performance, high precision, stable, easy to maintain, easy to expand and so on.Keywords: greenhouse, lighting control, microcontroller, networking太原工业学院毕业设计目录摘要IAbstractII第 1 章 绪论11.1 课题研究的背景与意义11.2 国内外研究的发展状况
9、21.3 系统的主要任务3第 2 章 系统总体法案设计42.1 系统方案的确定42.2 器件的选型42.2.1 控制器的选取42.2.2 无线模块的选取52.2.3 显示装置的选取52.2.4 光照度检测装置的选取6第 3 章 硬件设计93.1 芯片介绍93.1.1 光照度传感器93.1.2 ADC0809S 数模转换芯片93.1.3 AT89C52 单片机芯片113.1.4 MAX232 TTL 转串口电平芯片113.1.5 ULN2003 达林顿阵列芯片123.2 硬件电路的设计123.2.1 时钟电路的设计123.2.2 复位电路设计133.2.2 显示电路设计133.2.4 光照度传感
10、电路设计143.2.5 rs232 通信电路设计143.2.6 ULN2003 驱动电路设计153.3 硬件总体电路原理图设计15太原工业学院毕业设计第 4 章 系统软件方案的设计164.1 软件应用简介164.1.1 MSCOMM 控件简介164.1.2 winsock 控件简介174.1.3 keil 软件介绍184.1.4 STC_ISP_V483 简介194.1.5 protues 软件简介194.2 程序设计流程图204.2.1 光照度采集程序流程图204.2.2 串口中断程序流程图214.2.3 led 驱动程序设计流程图224.2.4 下位机界面设计224.2.5 上位机控制界面
11、设计24第 5 章 总结25参考文献26致谢27附录28附录 1：程序清单28附录 2：电路原理图38附录 3：实物图39太原工业学院毕业设计0第 1 章 绪论1.1 课题研究的背景与意义温室大棚环境与作物的生长至关重要，一般包括温室的温度、温室中大气的湿度、土壤的湿度、CO2浓度以及光照度等，传统的温室环境监控方式是通过作业人员经验判断或是查看监测仪器来完成。而这种作业方式存在种种弊端，作业人员不断重复同样的工作；不能连续采集数据，工作效率非常低；温室大棚里的气体印象人身健康。随着设施化农业的不断发展，对温室大棚环境控制系统的要求也越来越高，不但要求控制系统能够实现对作物生长环境的众多环境因
12、子的检测和控制，能够实现数据的存储、管理与分析，并要求系统能结合作物专家的经验和农业科研成果实现智能化管理。近年来，有线通信方式在智能温室自动控制系统中的应用技术，大大改善了传统作业的不足，实现了温室大棚环境监控智能化。然而，在现代化大型农场，温室大棚通常由多个温室组成温室群，这些温室大棚位置往往较为分散，如果用有线互连方式通信。会面临很多问题：线路过长造成施工布线困难，总线驱动能力要求很高、长距离通信速率受到限制、信号衰减和反射明显：室外线路受渗水、雷击等因素影响，常出现线路接口腐蚀，维修工作繁琐。由于有线通信方式在智能温室大棚自动控制系统中的不足，无线通信方式开始出现。互联网的发展使远程控
13、制得到发展，有互联网为基础发展起来的物联网技术，实现将各传感器，执行器链接到互联网上实现了温室大棚环境监控智能化。针对以上问题，本设计课题为了降低项目的工程量，又达到设计的要求选取光照这一单一参数作为控制对象，实现对光照的远程控制，由于光照时间常数小而易于实现，实现光照强度的检测和控制，如果在扩充到其他的的参数结构相同，只需要对部分软件和硬件进行替换。光照度标准参见表1-1；而一般蔬菜光照度见下表1-2：表1-1 光照度标准环境条件 光照度范围(lux) 环境条件 光照度范围(lux)一般黑夜 0.0010.02 阴天室外 50500月夜 0.020.3 晴天室内 1001000阴天室内 55
14、0 夏天太阳光下 100000阅读报刊 5060 家用摄像机标准照度 1400太原工业学院毕业设计1表1-2 若干蔬菜光参数种类 品种 光补偿点 光饱和点 饱和时 Pn甜瓜 齐甜 1 号 66.7 1146.6 11.6白菜 南农矮 32 1324 20.3丝瓜 普通丝瓜 27 169.4 13.9由此可见，白天室外光照度满足大于光补偿点，小于光饱和点的要求，所以针对白天我们不需要对光照度进行控制，到了夜间，光照度几乎等于零，我们只需要根据不同的参数控制对应的led灯提供大于光补偿点的光照就能达到既节能又提高蔬菜光合作用效率的目的。如上设计系统结构图如下图1-1：图1-1 系统结构图如上系统结构图有以下几点意义：（1） 控制系统通过 internet 实现上位机和下位机的通信，不受距离的限制， 能达到远程控制的目的。（2）该控制系统省略了光照检测和控制遮光帘等装置，有效的节约了成本，但是没有降低控制的效果。（3）mcu 采用 51 单片机，对于以后的扩充功能比较方便。1.2 国内外研究的发展状况20 世纪 70 年代，国外的温室生产开始以较快的速度发展，特别是欧美发达国家，如荷兰、美国等国家实现了机械化。当时由于水平的限制，对于生态环境因素采用单因子控制，即对温度、湿度、光照和二氧化碳浓度进行单独分别控制的方法，主要是控制温度，其次是湿度(空气湿度、土壤湿度)。例如，
