温室大棚温湿度测控系统设计毕业设计论文
温室大棚温湿度测控系统设计
[摘要]随着计算机应用技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用，它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害，而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育，从而可以促进作物健康生长，抑制微生物的危害，提高产量，增加经济效益。本设计由AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD12864作为显示电路组成；温度检测和湿度检测采用DHT90温湿度传感器采集信息，将其采集到的数字信号传入AT89S52单片机，单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路，当棚内温度在设定范围内时，单片机不对风扇或电炉发出动作，实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测、监控，并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理，使大棚环境得到了良好的控制。
该设计还具有对温度和湿度的显示功能，对大棚内环境温度和湿度的预设功能。
[关键词]温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统
Design in Greenhouse Temperature and Humidity
Monitoring System
XX
Tutor: xxx
Abstract: With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, including the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature and humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alarm circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming A T89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric drive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time processing, so a good greenhouse environment control.
The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default.
Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.
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论文（设计）作者签名：日期：年月日
指导教师签名：日期：年月日
目录
1 绪论 (1)
1.1课题研究的背景 (1)
1.2课题研究的意义 (1)
2 系统设计的总体思路 (2)
2.1系统设计要求 (2)
2.1.1设计指标 (2)
2.1.2设计要求 (2)
2.2系统硬件的总体设计 (2)
2.2.1 单片机的选择方案和论证 (2)
2.2.2 显示模块的选择方案和论证 (2)
2.2.3 温度传感器的选择方案和论证 (3)
2.2.4 湿度传感器的选择方案与论证 (3)
2.2.5 系统设计方案的最终确定 (4)
3 硬件系统设计 (5)
3.1系统电路设计框图 (5)
3.2系统硬件概述 (5)
3.3单片机主控模块的设计 (5)
3.3.1 单片机的功能特性描述 (5)
3.3.2 AT89S52的主要特性 (6)
3.4温度和湿度采集系统设计 (7)
3.4.1 温湿度传感器简介 (7)
3.4.2 硬件连接图 (8)
3.4.3 DHT接口说明 (8)
3.4.4 电源引脚（VDD, GND) (9)
3.4.5 电气特性 (9)
3.4.6 信息采集的相对误差 (10)
3.5显示模块的设计 (10)
3.5.1 LCD12864引脚说明 (11)
3.5.2 主要技术参数 (12)
3.5.3 显示模块硬件连接图 (12)
3.6报警电路的设计 (12)
4 软件系统设计 (14)
4.1主程序软件设计 (14)
4.2DHT90软件系统设计 (14)
4.2.1 DHT90温湿度采集的主要程序 (15)
4.2.2 DHT90测量流程图 (17)
4.2.3 启动传感器指令 (17)
4.2.4发送命令 (18)
4.2.5测量时序 (18)
4.2.6 通讯复位时序 (18)
4.2.7 状态寄存器 (19)
4.2.8 相对湿度 (20)
4.2.9相对湿度对于温度依赖性的补偿 (20)
4.2.10 温度转换 (21)
4.2.11露点 (21)
4.3LCD12864软件系统设计 (22)
4.3.1 显示模块主要程序 (22)
4.3.2 写数据到模块 (23)
4.3.3 从模块读出数据 (23)
4.3.4 串行连接时序图 (23)
4.4计算显示的主要程序和报警程序 (24)
5系统调试 (25)
5.1液晶模块调试 (25)
5.1.1显示内容 (25)
5.2传感器部分调试 (25)
5.3报警电路调试 (25)
5.4本系统存在的不足与拓展 (26)
5.4.1 存在不足 (26)
5.4.2 系统拓展 (26)
总结 (27)
参考文献 (28)
致谢 (29)
附录A:系统电路图 (30)
附录B：系统程序清单 (31)
英文文献及其翻译
引言
随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度的控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。温室大棚的温度控制成为一个难题。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温湿度，以适应生产需要。
设施农业是近十多年来随着农业环境工程技术的突破，迅速发展起来的一种集约化程度很高的农业生产技术。由于设施农业是在人为可控环境保护设施下的农业生产，它摆脱了传统农业生产条件下自然气候、季节的制约，以超时令、反季节生产的设施园艺作物为主，不仅使单位面积产量及畜禽个体生产量大幅度增长，而且保证了农牧业产品，尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供应。
设施农业目前已由简易塑料大棚、温室发展到具有人工环境控制设施的自动化、机械化程度极高的现代化大型温室和植物工厂。设施农业在具有高附加值、高效益、高科技含量的设施园艺领域发展迅速，其栽培对象主要为蔬菜、花卉和果树。近年来，设施畜牧业养殖也在逐渐兴起，随着设施园艺栽培技术的不断提高和发展，新品种、新技术及农业技术人才的投入，提高了设施园艺的科技含量，现已培育出一批适于保护设施栽培的耐低温、弱光、抗逆性强的设施专用品种。工厂化育苗、嫁接育苗、喷灌、滴灌、无土栽培技术、小型机械、生物技术和微电脑自控及管理的使用，提高了劳动生产率，使栽培作物的产量和质量得以提高。
随着社会的进步和科学的发展，设施农业的发展将向着地域化、节能化、专业化发展，向着高科技、自动化、机械化、规模化、产业化的工厂型农业发展，为社会提供更加丰富的无污染、安全、优质的绿色健康食品。
1 绪论
1.1 课题研究的背景
塑料大棚即日光温室可以养花、种菜，即使是在寒冷的冬天，人们也可以吃到很多新鲜的蔬菜,植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长，提高其产量和质量。现在大多数农民还是沿用人工值守的方法来看管大棚，浪费了大量的人力和物力，而且大棚的温湿度控制并不理想，往往因为温湿度控制不当造成作物的减产，从而给菜农带来了极大的损失，为此，在这里设计了一种大棚温湿度测控系统。
随着经济的发展，人们生活水平的提高，对日光温室的要求越来越高，温室控制系统的应用也越来越广，需要监控的对象亦趋于多样化，所以必须使用具有统一规范、可靠性高、组建灵活、扩展性好、维护简便、性价比高的方式来组建系统。因此，作为日光温室的一个重要组成部分—温度湿度测控装置的研制具有极其重要的意义。
在日光温室中，由于温度过高、过低或环境湿度过大等都会影响农作物正常生长，该测控装置能够有效地将温度控制在作物所需温度范围之内，也可以很好的改善大棚湿度，为农作物的生长提供一个良好的环境，并可以针对我国南方、北方的温度、湿度差异进行适当的调整。因此设计这样一种大棚温湿度测控系统对农业生产具有重要的意义。
本系统采用现代化的科学管理方式，采用微机监控系统，微机监控系统是针对大棚现代化技术管理的新近研制成功的设备，它具有测温、测湿、控温、控湿、报警条件判定等多项功能。系统由AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD2864作为显示电路等构成，从而更好的控制温湿度，满足作物生长的最佳条件，并能大大缩短农作物的成熟期，提高效率。
1.2 课题研究的意义
随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温度控制成为一个难题。目前应用于温室大棚的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。
本设计主要针对温室大棚内温度、湿度，研制了单片机控制的温室大棚自动控制系统,综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求三个方面因素之后，最终确定以单片机为控制核心，选用性价比较高的温湿度传感器（可以选取分立式的温度传感器和湿度传感器，也可以选用集成的温湿度传感器），实现了对温湿度的精确测量与准确控制。当单片机检测到温湿度有任何一个参数越限时，则会进行报警。提示工作人员温湿度过限。本文完成了系统的软硬件设计。
在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。该温室大棚温湿度控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，不仅可以应用在农业大棚，也可以用在仓库的温湿度检测，恒温湿的机械加工厂、室内环境监测等方面。应用范围广，所以具有一定的推广应用价值。
2 系统设计的总体思路
2.1 系统设计要求
2.1.1设计指标
1．基本功能
检测温度、湿度
显示温度、湿度
温度湿度过限报警
2．主要技术参数
温度检测范围： +20℃～+40℃
测量精度：± 1℃
湿度检测范围： 80%～120%RH
检测精度：± 1%RH
显示方式：温度：四位显示湿度：四位显示
报警方式：声光报警（二极管和蜂鸣器）
2.1.2设计要求
本次需要设计一个大棚温湿度测控系统，这里选用单片机为执行器（核心器件），通过温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，显示电路等做成这样一个系统。具体方案选择在下节中介绍。
2.2 系统硬件的总体设计
2.2.1 单片机的选择方案和论证
方案一：
采用MCS-51系列单片机中的AT89C51芯片作为核心器件，有4K 字节的内部 FLASH PERAM,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP 在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
方案二：
采用AT89S52芯片作为核心器件,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超低压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全兼容。该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，由此不会对芯片造成损坏。所以选择采用AT89S52作为本次设计的主控制系统。
2.2.2 显示模块的选择方案和论证
方案一：
采用LCD-1602液晶显示器，显示容量为16*2个字符，而此次设计的是一个大棚温湿度测控系统。这里我们需要将设定的温度值，湿度值，以及采集过来的外界环境里的温度值和湿度值显示出来。而显然LCD-1602的显示容量只有两行，可以显示八个汉字，这样无法直接在一屏里面显示温度值和湿度值，需要分多次页数来显示，这样不便于观察温湿度的变化，所以在本次设计中不采用LCD-1602液晶显示器。
方案二：
采用LCD-12864液晶显示器, 可以显示四行汉字，每行为16个字符，八个汉字，这样可进行比较观察，清晰明了，易于操作，占用的单片机口线少，可以满足本系统的设计要求，因此在本次设计中的显示部分我们选用LCD-12864液晶显示器。
2.2.3 温度传感器的选择方案和论证
方案一：
使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，这样一来，就增加了硬件成本，而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。
方案二：
采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，由于其输出为数字量，所以不需要进行A/D转化，这样就降低了硬件成本，简化了系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。
方案三：
采用数字式温湿度传感器DHT90,该传感器为数字式传感器，可以同时采集温度和湿度，两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积，极低的功耗，使其成为我们在选择温湿度传感器时的首选。
2.2.4 湿度传感器的选择方案与论证
方案一：
采用HOS-201湿敏传感器。HOS-201湿敏传感器为高湿度开关传感器，它的工作电压为交流1V 以下，频率为50HZ～1KHZ，测量湿度范围为0～100%RH，工作温度范围为0～50℃，阻抗在75%RH （25℃）时为1MΩ。这种传感器原是用于开关的传感器，不能在宽频带范围内检测湿度，因此，主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。然而，这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性。
方案二：
采用HS1100/HS1101湿度传感器。HS1100/HS1101电容传感器，在电路构成中等效于一个电容器件，其电容量随着所测空气湿度的增大而增大。不需校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应时间，专利设计的固态聚合物结构，由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路，适宜于制造流水线上的自动插件和自动装配过程等。
方案三：
采用数字式温湿度传感器DHT90,该传感器为数字式传感器，采集湿度的精度是14位，端口较少，只需要单片机的一个端口即可驱动，精度较高，除此之外，该传感器还可以同时采集温度和湿度，并进行相对湿度补偿，易于应用，操作简单。
2.2.5 系统设计方案的最终确定
综合上各方案所述,对此次系统的方案选定: 采用AT89S52作为主控制系统；液晶显示模块LCD12864作为本次系统的显示；DHT90温湿度传感器作为本次系统温度和湿度的信息采集；蜂鸣器作为报警电路的主要元器件。
通过论证拟采用的设计方案内容包括以下几点：
1、选择AT89S52单片机作为整个系统的核心器件，发送并时时处理系统信息。
2、传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信
号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。在这个系统的设计中我们选用的集成温湿度传感器。
3、信号采集通道的选择：本设计中用到的温湿度传感器，输出的是数字量，不需要进行模数转
化在本设计系统中，温度输入信号为多路的模拟信号，这就需要多通道结构。
4、显示电路的设计：这里采用液晶LCD-12864进行显示。
5、报警电路的设计：在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，
都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据通过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换，这些已经在软件程序里边处理过，所以显示温湿度即为外界采集的温湿度，和设定的值比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。
本设计采用声光报警电路。温度和湿度任何一个超过设定范围，蜂鸣器均报警。这里我们选用二极管的亮灭显示温度或者湿度是否过限，这样便于观察，可以更加直接的确定是要升降温还是要增减湿度，给工作人员减少了工作量。蜂鸣器报警电路是通过MCS-52的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。
6、温度控制主程序的设计应考虑以下问题：（1）温湿度采样，数字滤波；（2）越限报警和处理；
（3）温度标度转换。
3 硬件系统设计
3.1 系统电路设计框图
图3.1 系统电路设计框图
3.2 系统硬件概述
采用单片机对大棚或室内的温度、湿度进行自动检测和控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等特点，而且可以大大提高被控制温度、湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。本设计利用单片机的这些特点对大棚或室内的温度、湿度进行控制，将其保持在一个合适的范围内。若温度低于20℃，加热装置工作；若温度高于40℃，通风装置工作；湿度低于80%RH ，喷灌装置工作；湿度达到或超过120%RH ，喷灌装置停止工作。 3.3 单片机主控模块的设计 3.3.1 单片机的功能特性描述
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k 字节Flash ，256字节RAM ，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM 、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。对
P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 在flash 编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑
电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL ）。
AT89S52
主控模块
LCD-12864显示
湿度过限电路
DHT90温度采集
DHT90湿度采集
报警电路
温度过限电路
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
3.3.2 AT89S52的主要特性
?与MCS-51单片机产品兼容
?8K字节在系统可编程Flash存储器
?1000次擦写周期
?全静态操作：0Hz～33Hz
?三级加密程序存储器
?32个可编程I/O口线
?三个16位定时器/计数器八个中断源
?全双工UART串行通道
?低功耗空闲和掉电模式
?掉电后中断可唤醒
?看门狗定时器
?双数据指针
?掉电标识符
单片机的最小系统如图3.2所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出。第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端。
图3.2 主控电路
3.4 温度和湿度采集系统设计
3.4.1 温湿度传感器简介
1．数字温湿度传感器
特点：⑴全标定；
⑵数字输出；
⑶低能耗；
⑷卓越的长期稳定型；
⑸插针封装，易于安装。
2．产品概述
DHT9x（包括D HT90,DHT91,DHT95)是数字温湿度传感器系列中插针型的传感器。传感器把传感元件和信号处理集成起来，输出全标定的数字信号。传感器采用专利的 CMOS技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14 位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、极高的性价比等优点。
每个传感器芯片都在极为精确的湿度腔室中进行标定，校准系数以程序形式储存在O TP 内存中，在标定的过程中使用。传感器在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单。微小的体积、极低的功耗，使D HT9x 成为各类应用的首选。
DHT9x 提供4针单排引脚封装，易于集成与替换。
3．材质
传感器采用环氧LCP（液晶高分子聚合物）帽，下层为FR4（环氧树脂玻璃纤维板）。插针采用铜/
铍合金制作，外层镀有镍和金。传感器符合R OHS和W EEE 标准，因此不受C r(6+),PBB,PBDE的影响。
3.4.2 硬件连接图
如图3.3所示。采用数字式温湿度传感器DHT90，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，另外SCK端用于微处理器与DHT90 之间的通讯同步，我们这里采用AT89S52的P3.7与DHT90的SCK相连，用P3.6与DATA端相连，Vcc 接电源,Vss接地。
图3.3 DHT90温湿度采集电路设计
3.4.3 DHT接口说明
表3.1 DHT90引脚结构
Pin Name Comment
1SCK时钟信号
2VDD电源
3GND地
4DATA数据输出
3.4.4 电源引脚（VDD, GND)
DHT90的供电电压为2.4-5.5V,建议供电电压为3.3V。DHT9x的串行接口，在传感器信号的读取及电源损耗方面，都做了优化处理；传感器不能按照I2C 协议编址，但是，如果I2C总线上没有挂接别的元件，传感器可以连接到I2C总线上，但单片机必须按照传感器的协议工作。
SCK用于微处理器与DHT90之间的通讯同步。由于接口包含了完全静态逻辑，因而不存在最小SCK 频率。
DATA三态门用于数据的读取。DATA在S CK 时钟下降沿之后改变状态，并仅在S CK时钟上升沿有效。数据传输期间，在SCK时钟高电平时，DATA必须保持稳定。为避免信号冲突，微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外部的上拉电阻（例如：10kΩ）将信号提拉至高电平，上拉电阻通常已包含在微处理器的I/O电路中。详细的I/O特性，参见表3.2。
表3.2 DHT90DC特性，Rp代表上拉电阻，I ol表示低电平输出电流
参数条件min typ max Units 供电 DC10
2.4
3.3 5.5 V
供电电流
测量0.551mA 平均11 2 28 μA
休眠0.3 1.5 μA
低电平输出电压I ol<4mA 0 250 mV
高电平输出电压Rp<25kΩ90% 100%VDD
低电平输入电压下降沿0% 20% VDD
高电平输入电压上升沿80% 100% VDD
焊盘上的输入电流 1 μA 输出电流on 4 mA
三态门 (off)10 20 μA
3.4.5 电气特性
电气特性，如能耗，低、高电平，输入、输出电压等，都取决于电源。表2详细解释了D HT90的电气特性，若没有标明，则表示供电电压为5V。若想与传感器获得最佳通讯效果，请设计时严格遵照表3.3与图3.4的条件。
表3.3 DHT I/O 信号特性
参数条件Min. Typ. Max. Units
F SCK SCK 频率VDD > 4.5V 0 0.1 5 MHz VDD < 4.5V 0 0.1 1 MHz
T SCKx SCK 高/低时间100 ns T R/T F SCK 升/降时间 1 200 * ns
DATA 下降时间OL= 5 pF 3.5 10 20 ns T FO
OL= 100 pF 30 40 200 ns T RO DATA 上升时间** ** ** ns T V DATA 有效时间200 250 *** ns DATA 设定时间100 150 *** ns
T SU
10 15 **** ns
T HO DATA 保持时间
图3.4 DHT90时序图
3.4.6 信息采集的相对误差
湿度误差如图3.5所示，温度误差如图3.6所示：
图3.5 25℃时传感器的最大相对湿度误差图3.6 最大温度误差
3.5 显示模块的设计
液晶显示模块提供两种界面来连接微处理机：8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示，画面移位，睡眠模式等。
FYD12864-0402B是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。由该模块构成的液晶显示方案与同类型的图形点阵液晶显示模块相比，不论硬件电路结构或
显示程序都要简洁得多，且该模块的价格也略低于相同点阵的图形液晶模块。
基本特性:
●低电源电压（VDD:+3.0--+5.5V）
●显示分辨率:128×64点
●内置汉字字库，提供8192个16×16点阵汉字(简繁体可选)
●内置 128个16×8点阵字符
●2MHZ时钟频率
●显示方式：STN、半透、正显
●驱动方式：1/32DUTY，1/5BIAS
●视角方向：6点
●背光方式：侧部高亮白色LED，功耗仅为普通LED的1/5—1/10
●通讯方式：串行、并口可选
●内置DC-DC转换电路，无需外加负压
●无需片选信号，简化软件设计
●工作温度: 0℃ - +55℃ ,存储温度: -20℃ - +60℃
3.5.1 LCD12864引脚说明
表3.4 LCD-12864引脚说明
引脚号引脚名称方向功能说明
1 VSS - 模块的电源地
2 VDD - 模块的电源正端
3 V0 - LCD驱动电压输入端
4 RS(CS) H/L 并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号
5 R/W(SID) H/L 并行的读写选择信号；串行的数据口
6 E(CLK) H/L 并行的使能信号；串行的同步时钟
7 DB0 H/L 数据0
8 DB1 H/L 数据1
9 DB2 H/L 数据2
10 DB3 H/L 数据3
11 DB4 H/L 数据4
12 DB5 H/L 数据5
13 DB6 H/L 数据6
14 DB7 H/L 数据7
15 PSB H/L 并/串行接口选择：H-并行；L-串行
16 NC 空脚
17 /RST H/L 复位低电平有效
18 NC 空脚
19 LED_A - 背光源正极（LED+5V）
20 LED_K - 背光源负极（LED-OV）
3.5.2 主要技术参数
表3.5 LCD12864的工作参数
显示容量:128X64 点阵点尺寸:0.48X0.48(WXH)
工作电压: 4.8～5.2V模块最佳工作电压: 5.0V
工作电流: 4.0mA(5.0V) 背光源颜色:白色(5.0V)背光源工作电流:<150.0mA 蓝膜负显S TN
3.5.3 显示模块硬件连接图
图3.7 LCD12864液晶显示电路
3.6 报警电路的设计
在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。其方法就是把计算机采集的数据或经过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为正常的采样值，进行显示和控制。
本设计采用声光报警电路。蜂鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的压电式蜂鸣器，然后通过单片机AT89S52的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动，也可以用一个晶体三极管驱动。在图3.8中，蜂鸣器的正极接电源，负极接单片机的P3.0口。报警电路中加了两个发光二极管，一个与单片机的P2.5连接，另一个与单片机的P2.6连接。温湿度传感器采集来的温度，湿度与单片机设定的温度，湿度值相比较，只要其中任何一个过限，蜂鸣器就会发出蜂鸣音报警。当温度大于设定值，其中一只二极管发光；当湿度大于设定值，另一只发光二极管亮。这样便于观测是哪一个量过限。使得工
作人员的工作量减少。
图3.8是一个简单的使用三极管驱动的峰鸣音报警电路：
图3.8 报警电路
本设计是为在温湿度测量中对温湿度的上下限超出时的提示报警，接口位于单片机AT89S52的P3.0口，但温湿度过限时，P3.0口被置0，本系统开始工作。
基于单片机的温湿度控制系统设计
理工类大学本科毕业设计论文 基于单片机的温湿度控制系统 目录 摘要 (2) 1、绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2立题的目的和意义 (2) 1.3植被栽培技术 (2) 温室环境的调节 (3) 1.4本系统主要研究内容 (3) 2 、系统总体分析与设计 (3) 2.1系统功能及系统的组成和工作原理 (3) 2.1.1.总体方案 (3) 2.1.2. 实施措施 (3) 2.1.3.硬件系统设计 (4) 主机与主要部件的选择： (4) 2.2温湿度采样与控制系统 (4) 2.2.1.温湿度采样系统 (5) 2.2.2.温湿度控制系统 (5) 2.3键盘显示系统 (5) 2.4报警系统 (7) 2.5硬件电路设计 (7) 2.5.1. 系统硬件配置 (7) 2.5.2. 主要组件简介 (7) 3 软件系统设计 (10) 3.1系统初始化模块 (10) 3.2键盘显示模块 (11) 3.3采样转换模块 (11) 3.4温湿度控制模块 (12) 3.5报警模块 (13) 4 硬件调试方案 (14) 4.1硬件电路的调试 (14) 4.2功能模块的调试方案 (15) 结论 (15) 致谢 (16) 参考文献 (16) 附录： (18)
基于单片机的温湿度控制系统设计 摘要 本文利用8051单片机设计一个温室的温湿度控制系统，对给定的温湿度进行控制并实时显示，其中温湿度信号各有四路，系统采用一定的算法对信号处理以确定采取某种控制手段，在本系统中采用温度优先模式，循环处理。 关键字：89C51 8729键盘显示 LCD显示 ADC0809 1、绪论 1.1 课题背景 改革开放以来，人们对生活质量要求显著提高，对美丽的植被和花卉的需求量也急剧上升，这对以种植植被为生计的园林工人是一个机遇，同时也对传统的手工植被种植是一个挑战，而基于单片机的温湿度控制系统对解决这些问题有着非常重大的意义。 前种植植被一般都用温室栽培，为了充分的利用好温室栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。 1.2 立题的目的和意义 8051单片机是常用于控制的芯片，在智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面取得了令人瞩目的成果，用其作为温湿度控制系统的实例也很多。使用8051单片机能够实现温湿度全程的自动控制，而且8051单片机易于学习、掌握，性价比高。 使用8051型单片机设计温湿度控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。完成诸如升温到特定温度、降温到特定温度、在温度上下限范围内保持恒温等多种控制方式，在湿度控制方面也是如此。将此系统应用到温室当中无疑为植被的生长提供了更加适宜的环境。 1.3 植被栽培技术 植被“设施栽培”，即“保护地栽培”。它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、大棚等），人为地创造适宜植被生长发育的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节内进行植被栽培的一种措施[1]。设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造。由于设施内的条件是可以人为控制的，使得植被调节的周年生产得以实现。玻璃温室和塑料薄
PLC温室大棚控制系统设计开题报告
滨州学院 毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计 系（院）自动化系年级2010级 专业电气自动化技术班级4班 学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教 滨州学院教务处 二〇一三年三月 开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用
的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下
基于单片机的温湿度测量仪设计
单片机课程设计报告 题目：基于单片机的温湿度仪表设计 班级：智能科学与技术1201班
学生姓名：文波 学号：120407130 指导教师：朱建光 成绩： 工业大学 摘要 温度和湿度是两个最基本的环境参数，人们生活与温湿度息息相关。在日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域，经常需要对环境温度和湿度进行测量和控制。准确测量温湿度在生物制药食品加工、造纸等行业更是至关重要。因此，研究温湿度的测量方法和装置具有重要的意义。 随着科技的不断发展，单片机技术已经普及到我们的工作、生活、科研等各个领域。已经成为一种比较成熟的技术。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便等优点，目前已经渗透到我们工作和生活的方方面面。 本设计STC89C52为主要控制器件，以DHT11为数字温度传感器的新型数字温湿度计。本设计主要包括硬件电路的设计和系统软件的设计。
目录 第一章目标及主要任务 (3) 第二章硬件设计 (3) 2.1系统设计方案 (3) 2.2 STC89C52介绍 (4) 2.3 DHT11数字传感器介绍 (5) 2.4电路设计 (7) 第三章软件设计 (11) 3.1 系统软件主程序流程 (11) 3.2 DHT11数据采集流程 (13) 第四章结论与调试 (13)
附录（程序清单） (14) 参考文献 (22) 第一章目标及主要任务 在本次课程设计中，为实现对温湿度的检测与显示，主要利用以STC89C52为核心构架硬件电路，DHT11温湿度传感器采集环境温度及湿度信息(温度检测围：0℃至+50℃。测量精度：2℃.；湿度检测围：20%-90%RH检测精度：5%RH)，数码管直接显示温度和湿度(显示方式：温度：两位显示；湿度：两位显示)；同时利用C语言编程实现温湿度信息的显示功能。 扩展功能：可设置温湿度报警值，温湿度超过设置的响应报警值，会发出报警信号。 第二章硬件设计 2.1 系统设计方案
温室大棚温湿度测控系统设计毕业设计论文
温室大棚温湿度测控系统设计 [摘要]随着计算机应用技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用，它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害，而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育，从而可以促进作物健康生长，抑制微生物的危害，提高产量，增加经济效益。本设计由AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD12864作为显示电路组成；温度检测和湿度检测采用DHT90温湿度传感器采集信息，将其采集到的数字信号传入AT89S52单片机，单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路，当棚内温度在设定范围内时，单片机不对风扇或电炉发出动作，实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测、监控，并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理，使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度和湿度的显示功能，对大棚内环境温度和湿度的预设功能。 [关键词]温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统
Design in Greenhouse Temperature and Humidity Monitoring System XX Tutor: xxx Abstract: With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, including the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature and humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alarm circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming A T89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric drive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time processing, so a good greenhouse environment control. The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default. Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.
温湿度检测系统
DH11数字温湿度测量系统设计 1.1.1项目背景介绍 随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于仓库车间的的设计方案，根据实用者提出的问题进行了改进，提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。即采用DHT11温湿度传感器解决传输模拟量误差大的问题，以及采用高技术的无线收发模块来代替之前大量的电缆，具有更好的经济与实用价值。 1.1.1功能要求 采用8051单片机和DHT11传感器设计一个数字温-湿度测量系统，温湿度测量范围为-20~100℃相对湿度测量范围为0~100%，采用LED数码管显示器，同时二极管作为工作正常指示灯和出错指示灯。 1.1.2 硬件电路设计 图1.1温湿度检测原理示意图 DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的
最佳选择。产品为4针单排引脚封装，连接方便。 技术参数 供电电压： 3.3~5.5V DC 输出：单总线数字信号 测量范围：湿度20-90%RH，温度0~50℃ 测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃ 分辨率：湿度1%RH，温度1℃ 互换性：可完全互换， 长期稳定性：<±1%RH/年 图1.2DH11通讯过程 图1.3部分硬件
基于单片机AT89C51下蔬菜大棚温湿度测控系统毕业设计
蔬菜大棚温湿度测控系统设计 摘要 温室大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。 对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度和湿度等控制。本设计是一个专门为温室大棚温湿度测量控制而设计的系统。通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过程序实现。在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。 关键词：大棚，温度，湿度，传感器
The Design of Greenhouse Temperature and Humidity Control System ABSTRACT Greenhouse is an important component of protected agriculture. Measuring and controlling systen is the basis of the management automation in the greenhouse. With the growth rules analyzing measurement data and controlling circumstance condition. It makes greenhouse better, and more productive and high quality. With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. For vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. The thesis is about an intelligent system designed for controlling the temperature and humidity of a greenhouse. It can meet the demand of monitoring through the design of hardware and that of software in details. The former is more important in this dissertation, including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity, demonstrating mode of data, the mode of control and the connecting part of the changing column. And according to the design thoughts the latter shows the flow chart of the main program and the subprogram, realized by program. This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as possible. The system adopts quite a new integrated circuit, which makes it function better and run more conveniently when put into practice. Furthermore, not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature, but also it can be controlled. And it has much of value to apply and popularize in other fields. KEY WORDS:Vegetable, Temperature, Humidity, Sensor
嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现
嵌入式温室大棚远程测控系统的设计与实现 摘要：本文设计实现了一种基于嵌入式的温室大棚远程监控系统，应用无线传感器网络技术，嵌入式技术，结合Windows 远程桌面平台以及手机APP 远程网络监控。温室现场使用SHT10传感器采集温湿度，并建立基于CC2430的Zigbee无线传感器网络，汇聚节点通过串口向控制器传递信息。嵌入式控制器使用S3C2440处理器Linux2.6.30操作系统，外接触控屏，主程序采用QT编程，具有良好的人机交互界面。控制器配置DM9000网卡，能够通过RJ45网孔连接因特网。手机APP与嵌入式控制器通过PC机服务器建立TCP/IP连接。PC机服务器负责传递温室内环境信息与手机控制命令，并具有远程监控桌面平台，搭配oracle 数据库，能够存储并查询温室环境信息。手机APP能够替代触摸屏实现远程实时监测，控制外围执行机构，报警，设置参数等功能。 关键字：温室大棚，嵌入式，远程监控 随着我国人民生活品质的不断提高，为满足人们日益增长的需求，设施农业对工业技术的要求越来越高。设施农业主要是使用各种方式改变作物的生长环境，摆脱自然气候对作物的束缚，提高作物的产量，改善作物品质，提高资源的利用率，达到经济效益的最大化，对提高人们的生活水平具有重要意义。国外设施农业起步较早，荷兰、法国、英格兰等国家早在十五世纪就有了简易的温室种植作物。美国是温室应用最广泛的国家之一，多为大型连栋温室；以色列滴灌技术目前仍处于世界领先水平，其大型塑料温室应用十分广泛；荷兰花卉产业尤为发达，其温室应用主要为玻璃温室。我国温室大棚起步较晚，但是现在发展迅速，温室大棚工程在我国将得到越来越广泛的应用。嵌入式系统是微处理器时期的产物，被应用于各种不同的对象体系。嵌入式系统与通用计算机发展道路不通，它是计算机技术，电子技术等多种技术相互结合的产物。嵌入式的使用在我们的日常生活可以说已经无处不在，并已经远远超过通用计算机数量。近年来发展最为迅猛的便是手机产业的发展，可以根据成本与需求为其搭配不同的软硬件。嵌入式系统被应用在各种产业的各类电子产品中，在人类日常 生活工作学习中扮演着重要角色。 1 相关技术 1.1无线传感器网络 无线传感器网络由多个节点构成，这些节点通常成本较低，体积较小。这些节点被放置在观测区域各个位置，采集处理观测区域内各个位置信息，并具有相互通信的功能，信息经过各个节点的跳转或者直接发送至汇聚节点或基站，然后这些信息通过有线或者各种无线方式发送至上位机中。广义的无线传感器网络系统架构如图1.1所示
温湿度检测系统
郑州轻工业大学 实训报告 实训名称：嵌入式软件工程实践 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 实习时间：
一、实训目的 （一）实习目的 本实训课程是针对嵌入式软件专业学生专门设计的，通过本课程设置的几个嵌入式综合项目的系统学习，可以使学生由浅入深的对嵌入式Linux系统进行全面学习，能够独立胜任嵌入式Linux应用开发、系统开发、驱动开发等多方面工作，并注重敬业团队精神培养。 1）增强学生的理论联系实际的能力 2）通过实训了解企业项目开发流程和学习新技术的方法 3）通过实训项目了解企业项目开发过程中文档的整理方法和问题的分析方法 4）通过实训项目加强学生对基础课程的运用能力，使其认识到基础知识的重要性5）通过实训争强学生对本专业和未来工作岗位的理解，端正心态，明确就业目标6）通过实训争强学生的编程技能，培养其良好的编码风格和编码习惯 （二）方法 本实训课程安排在学校实验室统一进行实训，学生上机独立完成规定实训项目。 （三）任务 要求每位同学独立完成实训题目的编程、调试、优化与测试，并交付使用。要求强化编程思维、编程能力和代码优化的能力，撰写《实训报告》（含：需求分析、总体设计、算法分析及设计中遇到的主要问题和解决方法，设计中尚存的不足与心得体会）。上交完成的所有源程序及相关文件。
信模块 第三周实现创建阿里云产品和设备，并A9开 发板链接阿里云 第四周实现Android获取阿里云端数据 三、实训报告 3.1 项目名称 项目名称：嵌入式远程监测 3.1.1 实训内容 1、嵌入式远程监测与语音控制系统包括智能网关（A9内核，Linux Ubuntu操作系统）1个，无线通信节点1个，包含常用的物联网传感器DHT11，STM32开发板，A9开发板。 2、系统每个节点都采用ARM Cortex-M3架构的MCU，可以外接多种传感器以及控制设备。 3、同时把传感器的数据以及控制设备的状态在2.8寸LCD屏上进行显示。 4、节点通过NRF24L01无线通信模块，把节点的数据传输到网关。 5、网关再把数据传输到云服务器。 3.1.2 实训过程及相关结果 一、采用STM32F103ZE为硬件开发平台，裸板开发驱动程序： 1)关于STM32开发板的介绍 核心处理器：STM32F103ZET6、主频：72MHZ、引脚：144、GPIO口的管脚个数112
新型温室大棚自动卷帘机的设计毕业设计(论文)
图书分类号： 密级： 毕业设计(论文) 新型温室大棚自动卷帘机的设计THE DESIGN OF NEW GREENHOUSE TRELLIS AUTOMATIC SHUTTER MACHINE
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文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注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日
摘要 自动卷帘机分为机械部分和控制部分，机械部分是电动机通过减速器带动卷轴按照预定在大棚上面的轨道滚动，这样就可以实现草帘子的卷放。控制部分是单片机通过温度传感器，光照传感器和GSM模块的信号通过控制继电器开关来控制电动机。这就是自动卷帘机，整个系统的电路结构简单，可靠性能高。管理人员可以根据需要随时随地通过发送手机短信来控制草帘子的收放 本设计大大减轻了人工的劳动强度，提高了新型温室大棚的经济效益。应该可以得到广泛的运用。 关键词自动卷帘机；短信；单片机控制
温室大棚自动控制系统设计毕业论文
温室大棚自动控制系统设计毕业论文目录 第一章绪论 (1) 1.1温室大棚自动控制技术发展的背景 (1) 1.2温室大棚在国外的发展概况 (1) 1.3温室控制系统研究与开发的意义 (3) 第二章设计方案 (4) 2.1方案论述 (4) 2.1.1系统设计任务 (4) 2.2温室大棚自动控制系统设计方案 (5) 2.2.1基于PLC为基础的温室大棚自动控制系统设计 (5) 2.2.2基于单片机为基础的温室大棚自动控制系统设计 (6) 第三章硬件设计 (9) 3.1 PLC的简介 (9) 3.1.1 PLC的概述 (9) 3.1.2基本结构 (9) 3.1.3工作原理 (10) 3.1.4功能特点 (11) 3.1.5选型规则 (12) 3.1.6西门子S7- (15) 3.2温度传感器 (16) 3.2.1温度控制 (16) 3.2.2 DS18B20的主要特性 (17) 3.3湿度传感器 (17) 3.3.1 湿度定义 (17) 3.3.2湿度传感器的分类 (18) 3.3.3 TRS-1 土壤水分传感器 (19) 3.4光照强度传感器 (20) 3.4.1光照强度传感器的简介 (20)
3.3.2 HA2003 光照传感器 (21) 3.5二氧化碳浓度传感器 (22) 3.5.1 二氧化碳浓度传感器的工作原理 (23) 3.5.2 GRG5H 型红外二氧化碳传感器 (24) 3.6 EM 235模拟量输入模块 (25) 3.7 温室自动控制系统的控制量与控制措施 (26) 3.7.1 灌溉系统 (26) 3.7.2 温度控制 (27) 3.7.3 湿度控制 (27) 3.7.4 光照强度控制 (27) 3.7.5 二氧化碳控制 (27) 3.8硬件总体设计 (28) 3.8.1 I/O分配表 (28) 3.8.2硬件接线图 (29) 第四章系统软件设计 (30) 4.1 软件结构 (30) 4.2温度控制软件设计 (30) 4.2.1温度控制原理 (30) 4.2.2温度控制流程图 (30) 4.2.3温室温度控制梯形图 (32) 4.3湿度控制软件设计 (34) 4.3.1湿度控制原理 (34) 4.3.2湿度控制流程图 (34) 4.3.3温室湿度控制梯形图 (36) 4.4光照强度控制软件设计 (38) 4.4.1光照强度控制原理 (38) 4.4.2光照强度控制流程图 (39) 4.4.3温室光照强度软件控制流程图 (40) 4.5二氧化碳浓度控制软件设计 (42) 4.5.1二氧化碳浓度控制原理 (42) 4.5.2二氧化碳浓度软件控制流程图 (43) 4.5.3温室二氧化碳浓度控制流程图 (44) 总结 (46) 参考文献 (47) 附录A 外文文献 (49)
基于单片机的温度测量系统设计(DOC)
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
温室大棚控制系统-设计报告详解
哈尔滨师范大学 物联网感知综合课程设计报告 题目：温室大棚控制系统 年级： 2013级专业：物联网工程姓名：高英亮袁昊慈指导教师：李世明杜军
温室大棚控制系统 高英亮、袁昊慈 摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素，单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策，控制执行器进行自动喷灌，实现了计算机自动控制，按需、按期和按量喷灌。系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成，采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。本系统环保节能、节水、省力，具有很好的实用性和推广性。 1 引言 中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。 目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，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。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。
温湿度检测控制系统
1 前言 温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。 2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的围是-40℃～
大棚温室自动控制系统毕业设计(精)
本设计为一闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度的实时显示功能,对棚内环境温度的预设功能。 第一章概述 大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其主要功能是采用电路来自动控制室内的温度,以利于植物的生长。温室的性能指标: 1.温室的透光性能 温室是采光建筑,因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响,而且随着不同季节太阳辐射角度的不同,温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般,连栋塑料温室在 50%~60%,玻璃温室的透光率在60%~70%,日光温室可达到70%以上。 2.温室的保温性能 加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能,降低能耗,是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。 3.温室的耐久性
温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外,还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减,而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载;竹木结构简易温室使用寿命5~10年,设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。 由于温室运行长期处于高温、高湿环境下,构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室,受力主体结构一般采用薄壁型钢,自身抗腐蚀能力较差,在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处 理,镀层厚度达到150~200微米以上,可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室,必须保证每年作一次表面防腐处理。 第二章比例微积分控制原理 3.1 比例积分调节器(PD 比例调节器具有误差,为解决此问题,可引入积分(Inte6raI环节,其方块图见图4—33l 比例微分调节器对误差的任何变化,都产生一个控制作用比,阻止误差的变化。c变化越快,pd越大,输出校正量也越大。它有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定;同时加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善了系统的动态特性。它的缺点是抗干扰能力变差。 3.2 PID调节器 积分器能消除镕差,提高精度,但使系统的响应速度变慢、稳定性变环。微分器能增加稳定性,加快响应速度。比例器为基本环节。三者合用,选择适当的参数,可实现稳定的控制。 图4—37为PID调节器的方块图。 第三章自动控制系统的设计
(完整版)蔬菜大棚温湿度监测系统毕业设计
蔬菜大棚温湿度监测系统 摘要 温湿度控制已成为当今社会研究的热门项目。是工业农业生产过程中必须考虑的情况，作为最常见的被控参数。温度和湿度已经不再是以一个个体的形式出现，而应在系统中一起考虑。广泛应用于实验室、温室大棚、花圃、粮仓乃至土壤等各个领域。而传统的温湿度控制则利用湿度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工自己进行检测。对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、降温、去湿等操作。这种人工测试方法费时费力，效率低，并且随机性还很大，误差也很大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且计算精确的温湿度控制仪器来进行控制，也符合我们社会发展进步。利用单片机对温、湿度控制，具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点，很好的满足了工艺要求，给人们的生活带来了极大的方便，也为人们带了很好的利益。 本文通过使用STC89C52单片机、DHT11传感器模块、1602液晶显示屏模块以及继电器控制模块。很简单的实现的温湿度的控制要求。DHT11数字温湿度传感器把采集到的温湿度数据传给单片机，经过单片机的处理，准确的显示到液晶屏上，如果温度超过阀值，将会驱动继电器工作，继电器将驱动负载相应的工作。 关键词：传感器，温湿度，单片机，智能控制
Vegetable greenhouse temperature and today's social studies. Is a factor that must be considered in the industrial and agricultural production process. As the control parameters of the most common. Temperature and the system.Widely used in laboratory, greenhouse, flower garden, granary andsoil etc.. The temperature and , cooling, dehumidification operation. This kind of manual test method is time-consuming and laborious, low efficiency. Allrandom. Big error. Hence the need for a low cost, easy to use and the calculation of the temperature and , strong function, small size, low price, the advantages of simplicity and flexibility, good to meet theprocess requirements. In this paper, by using the STC89C52 SCM, DHT11 sensor module,1602 liquid crystal display module and relay control module. Simplerealization of the control of temperature and . If the temperature exceeds the