1、*本科毕业设计题 目 蔬菜大棚温湿度 控制系统的设计 姓 名 * 专 业 电子科学与技术 学 号 * 指导教师 * *电气工程学院二 一四年五月毕业设计（论文）任务书题目 蔬菜大棚温湿度控制系统的设计 专业 电子科学与技术 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等一主要内容： 1. 检测，选择温度和湿度环境参数进行监控。2. 硬件系统设计（1）温湿度采样系统；（2）单片机控制系统；（3）显示系统；（4）报警控制系统。3. 软件系统设计（1）单片机系统初始化；（2）对传感器采集的数据信息进行分析，通过单片机控制温度和湿度；（3）显示模块以及报警控制模块。二基本要求：1 查阅相关书籍、资料，
2、确定合理的方案。2 详细叙述工作原理，以及各功能模块。3 采用温湿度传感器测量大棚内温度以及湿度。4 显示模块显示测量的温度和湿度数值。三主要参考资料： 1 谭浩强单片机课程设计M. 北京：清华大学出版社， 19892 张毅刚单片机原理及接口技术M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 19903 郭天祥新概念 51 单片机 C 语言教程M.电子工业出版社，2009完 成 期 限： 指 导 教 师 签 名 ： 专业负责人签名： 填 表 日 期： 毕业设计（论文）开题报告课题名称 蔬菜大棚温湿度控制系统的设计课题来源 教师拟定 课题类型 BY 指导教师学生姓名 学 号 专 业 电子科学 与技术开题报
3、告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。）1、调研资料的准备1、了解选题背景：蔬菜的生长对于温湿度具有一定的要求，因此需要对环境的温度和湿度进行监测和控制。随着科学技术的发展，也要求利用现代化仪器，更方便的测试蔬菜大棚内的温湿度以及控制系统，从而进一步提高蔬菜产量和数量。2、查阅了相关书籍及参考资料（1）艾运阶. MCS_51 单片机项目教程. 北京：北京理工大学出版社， 2012（2）谭浩强. C 语言程序设计（第三版 ) M. 北京：清华大学出版社， 2005（3）程国钢，陈跃琴，崔荔蒙.51 单片机典型
4、模块开发查询手册. 北京：电子工业出版社，2012（4）白延敏. 51 单片机典型系统开发实例精讲. 北京：电子工业出版社，2009二、设计目的、要求为了更好的利用温室栽培这一高效技术，就必需运用科学的、先进的管理方法，用以对不同种类蔬菜生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。这种自动控制的方法，可以准确的监控与调节温室内的环境，从而提高蔬菜生产产量。1. 采用温湿度传感器测量大棚内温度以及湿度。2. 显示模块显示测量的温度和湿度数值。三、设计思路本设计主要采用由单片机控制的设计方案，主要有传感器、A/D 转换器、单片机、电源和显示电路几部分组成。1. 温湿度传感器：传感器是一种可以将
5、重量转化成电量的转换元件，从而可以把温湿度转换成适合于计量求值的信号。2. A/D 转换器：A/D 转换器是将输入的模拟信息转换成计算机可以识别的数字信息。3. 控制部分：单片机将 A/D 转换器转换后的数字量进行处理，并送往显示电路显示。4. 显示单元：使用 1602 液晶显示屏来显示控制模块送来的数字量，即被测环境温度及湿度。5. 电源：电源为电路提供直流电源。四、预期成果1. 外文文献翻译、开题报告、文献综述及毕业设计说明书。2. 按设计要求完成实作，实现可以检测并显示室内温湿度数值，当超过设定数值时，系统将发出报警。五、任务完成的阶段内容及时间安排：根据进度要求完成。 六、完成设计（论
6、文）所具备的条件因素1. 学校为我们提供的实验室包括：电子产品组装实验室、单片机室等。2.使用 Keil、protes 等软件。指导教师签名： 日期： 注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（ 1） A工 程 设 计 ； B技 术 开 发 ； C软 件 工 程 ； D理 论 研 究 ；E制 作 （ 作 品 ） （2）X真实课题；Y模拟课题； Z虚拟课题；要求（1） 、 （2）均要填，如 AY，BY 等。目 录摘要 .IAbstract .II前言 .III1 设计概述 .11.1 国内外智能控制系统的发展概况 .11.2 系统设计背景 .22 系统设计思想
7、 .33 系统硬件设计 .53.1 单片机模块 .53.1.1 单片机的选择 .53.1.2 单片机最小系统 .63.2 温湿度采集模块 .73.3 液晶显示模块 .103.3.1 LCD1602 概述 .113.3.2 LCD1602 基本参数及引脚功能 .123.4 报警模块 .133.5 控制模块 .133.6 阀值模块 .144 系统软件程序的设计 .154.1 软件程序设计 .154.2 仿真软件介绍 .164.2.1 Proteus 简介 .164.2.2 Keil C51 编译器简介 .164.3 整体下载与调试 .174.3.1 USB 转串口驱动安装 .174.3.2 下载程
8、序 .174.3.3 调试 .185 系统总体设计 .19结论 .21致谢 .22参考文献 .23附 录 .24附录 1：实物照片 .24附录 2：原理图 .25附录 3：程序编写 .26附录 4：元器件清单 .31I蔬菜大棚温湿度控制系统的设计摘 要温湿度控制已成为当今社会研究的热门项目。是农业生产过程中必须考虑的因素，作为最常见的被控参数。现在国外有很多农场对于温室的智能控制系统有了一定的应用，但其成本高昂，针对国内大棚的特点是不能做到全面的普及。正对这一实际情况，研发一套低价格、高性能的温室温湿度控制系统，在我们国内具有非常广泛的应用前景和实际意义。本文以 STC89C52 单片机为核心
9、控制器，结合 DHT11 电容式数字温湿度传感器，液晶显示屏 1602 显示以及模拟调节模块，完成电路硬件设计。通过软件编程控制数据下载到单片机完成温湿度显示、阀值设置。此次设计系统能实现的功能如下：通过四个按键方便地实现温湿度上限的调整，液晶显示屏能实时显示当前环境温湿度。芯片AT24C04 使存储的温度上限和湿度上限可以掉电永久保存。当温度或湿度超限后，报警信号点亮相应报警灯。结合三极管和继电器，该信号也可以驱动继电器打开或切断排风扇转动。文中提出了设计方案，讨论了蔬菜大棚温湿度巡回检测与控制的基本原理，进行了可行性论证。给出了电路图和程序流程图并附有源程序。关键词：传感器；温湿度；单片机
10、；智能控制IIDESIGN OF CONTROL SYSTEM IN TEMPERATURE AND HUMIDITY FOR VEGETABLE GREENHOUSEAbstractIn todays social studies, temperature and humidity control has become a hot item . Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the m
11、ost common. Now there are a lot of farms for overseas greenhouse intelligent control system has a certain application, but its high cost, according to the characteristics of domestic greenhouse is cant do the comprehensive popularization. Is the actual situation, developed a set of low price, high p
12、erformance of the greenhouse temperature and humidity control system, in our country has a very broad application prospects and practical significance. STC89C52 single-chip microcomputer as the core controller, this paper combined with digital temperature and humidity sensor DHT11 capacitance type,
13、LCD display and 1602 simulation adjustment module, complete the design of hardware circuit. Through software programming control data downloaded to the single-chip microcomputer temperature and humidity display, threshold Settings. The design system can realize the function is as follows: through fo
14、ur buttons easily realize the adjustment of the upper limit of temperature and humidity, LCD screen can display the current environmental temperature and humidity in real time. Chip AT24C04 storage limit the maximum temperature and humidity can be permanent when power supply drop. When temperature o
15、r humidity transfinite alarm signal light lamp accordingly. Combined with the transistor and relay, the signal can also drive the relay on or cut off the fan rotation. This paper puts forward the design scheme, and discusses the vegetable greenhouses, the basic principle of the temperature and humid
16、ity measurement and control circuit. The circuit diagram and program flow chart are given with the active program.Keywords : Sensor；temperature and humidity；MCU；intelligent control蔬菜大棚温湿度控制系统的设计III前 言 目前，随着蔬菜大棚数量的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高。特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。传统的蔬菜大棚只是依靠人工来控制，一般是在棚内悬挂温度计，通过观察温度计的实数
17、，根据以往的经验来判断室内的温湿度。而这种方法费时费力，并且有测控精度低、劳动强度大以及测控不及时等弊端，容易造成很大的的损失。这种传统的方法不但大大增加了成本，浪费了人力物力，而且很难达到预期的成果。因此为了实现高效科学化农业生产并提高农业研究方向的准确性，推动我国农业的快速发展，必须大力发展农业设备与相应的农业技术工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度等环境因素。这就需要研发价格适中的、自动化程度高，便于管理的自动化控制设备，提高管理效率，增加蔬菜产量和质量。本文所设计系统是利用价格便宜的一般电子器件来设计一个参数精度高、操作便捷、性价比高的应用于农业种植生产的大棚温湿度测控系统。蔬菜大棚温
18、湿度控制系统的设计11 设计概述1.1 国内外智能控制系统的发展概况现代社会随着科学技术的发展，尤其是农业方面，更多技术应用于农业，农业技术的研究和开发越来越受到重视。众所周知，温室大棚已经成为现代高效经济农业的一个重要组成部分。随着现代控制技术的快速发展，以及计算机网络系统和电子产品的结合性应用，使得现代化农业发展，正走向一种专业化、自动化的发展趋势，这种模式必将是未来农业发展的方向。现代化智能控制系统是一种智能化管理大棚内部环境的科学系统，这种系统需要相应的感应设备来保证其正常运行，智能控制系统就是将科学信息技术运用到农业的体现，通过系统软硬件结合，设定的各种指令，自动化的完成管理工作，不
19、需要大量的人工操作，是一种现代化农业发展的重要便捷工具。应用电子计算机和自动控制技术来实现农业生产和管理的自动化，是现代化农业的重要标志。近几年随着电子信息技术的飞速发展，带来了大棚温室控制与管理技术方面的一场革命。在农业生产、花卉种植、动植物养殖等方面有着广泛的运用，对于农业生产的产量与质量有着巨大的经济效益与社会效应。温室大棚就是建立一个模拟适合植物生长的气环境条件，创造一个人工气象环境，来减小温湿度对植物生长的约束。而且温室大棚能够摆脱环境对植物生长的限制，使不同的农作物在不适合生长的季节产出，从而也使得季节的变化对农作物的生长不再产生过度影响。由于温室大棚能带来丰厚的经济效益，所以温室
20、大棚越来越普及，并且早已成为农民增收的主要手段。现代智能控制系统能够有效、便捷的对温室大棚内部环境控制，这种系统控制过程科学管理，可以提高操作的准确性，同时也降低了对农民体力劳动的强度。除此之外，它还能准确、定时、高效的进行温湿度控制与调节，可以节省人力、物力，从而可以提高农作物产量。现代化智能温室大棚控制系统主要应用于西方先进国家，尤其是美国。然而在我国农业中的使用却不多，同发达国家相比，有着较大的差距。国内即使有些使用的了现代化控制系统，但一方面由于缺乏足够管理经验、技术，不能创造更多经济效益，另一方面由于它本身价格昂贵，使得不能在国内普遍推广。结合我国实际情况，只有提高自动控制系统的智能化，使温室控制系统更加智
