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1、论文名称：蔬菜大棚温湿度微机自动控制系统论文名称：蔬菜大棚温湿度微机自动控制系统导导导导 师师师师 :吕秀江吕秀江吕秀江吕秀江答辩人答辩人答辩人答辩人:王婷王婷王婷王婷专专专专 业业业业:自动化自动化自动化自动化论文框架论文框架研究背景研究背景方案论证方案论证系统硬件设计系统硬件设计系统软件设计系统软件设计调试调试11研究背景研究背景 u 改革开放以来，我国经济迅速增长，使得农业的研改革开放以来，我国经济迅速增长，使得农业的研究和应用越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高究和应用越来越受到重视，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效农业的一个重要组成部分。
2、现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境中的一些重要参数进行检测和一环就是对农业生产环境中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、土壤控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等，这些参数直接关系到蔬菜的质量和产量。的含水量等，这些参数直接关系到蔬菜的质量和产量。国外的温室设施已经发展到比较完备的程度，并形成一国外的温室设施已经发展到比较完备的程度，并形成一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相定的标准，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。当今大多数对大棚温度、湿度、二氧适应的测控软件。当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化
3、碳含量的监测与控制都采用人工管理，这样不可避免化碳含量的监测与控制都采用人工管理，这样不可避免有测控精度低、劳动强度大及测控不及时等弊端。为了有测控精度低、劳动强度大及测控不及时等弊端。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，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及相应的推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施及相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度及二氧化农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度及二氧化碳的含量，使大棚内行成有利于蔬菜生长的环境。碳的含量，使大棚内行成有利于蔬菜生长的环境。方案论证方案论证u 经比较，蔬菜大
4、棚温湿度微机自动经比较，蔬菜大棚温湿度微机自动控制系统由主控制器控制系统由主控制器AT89S52单片机、单片机、温湿度传感器温湿度传感器DHT90、LCD-12864液晶液晶显示器和报警电路等构成，实现对温室显示器和报警电路等构成，实现对温室大棚温湿度的检测与控制，从而有效提大棚温湿度的检测与控制，从而有效提高蔬菜的产量。高蔬菜的产量。u 该系统由于使用集成温湿度传感器该系统由于使用集成温湿度传感器DHT90和性价比较高的单片机和性价比较高的单片机AT89S52,具有系统性能稳定可靠、功耗低、成本具有系统性能稳定可靠、功耗低、成本低、测量准确、传输距离远、维护简单低、测量准确、传输距离远、维护
5、简单等优点，等优点，在其他实际工作中，在其他实际工作中，有一定的有一定的实用和参考价值。实用和参考价值。系统总体设计框图系统总体设计框图系统的工作原理系统的工作原理 在此系统中，温湿度传感器在此系统中，温湿度传感器DHT90获得所测获得所测环境中的检测温湿度信号，经信号处理和放大后环境中的检测温湿度信号，经信号处理和放大后进入单片机内部，显示于进入单片机内部，显示于LED-12864液晶显示器液晶显示器上。单片机将给定的温湿度安全范围与测量的温上。单片机将给定的温湿度安全范围与测量的温湿度相比较，若测量温湿度在给定的温湿度安全湿度相比较，若测量温湿度在给定的温湿度安全范围则表明所测环境温湿度正
6、常，各工作器件可范围则表明所测环境温湿度正常，各工作器件可在此环境中继续工作；若测量温湿度不在给定的在此环境中继续工作；若测量温湿度不在给定的温湿度安全范围内，则相应报警系统工作，发出温湿度安全范围内，则相应报警系统工作，发出报警，说明所测环境温湿度需要调整。报警，说明所测环境温湿度需要调整。温湿度采集系统的设计温湿度采集系统的设计设计采用数字式温湿度传感器设计采用数字式温湿度传感器DHT90。它是数。它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单等特点，传感器仅需要一条数据线进行数据传单等特点，传感器仅需要一条数据线进行数据传输，另外输，另外SC
7、K端用于微处理器与端用于微处理器与 DHT90 之间的之间的通讯同步，设计中采用通讯同步，设计中采用AT89S52的的P3.7与与DHT90的的SCK相连，用相连，用P3.6与与DATA端相连，端相连，Vcc接电接电源源,Vss接地。接地。DHT90的硬件连接图下图所示的硬件连接图下图所示显示模块的设计显示模块的设计 显示器是最常用的输出设备显示器是最常用的输出设备。考虑到本设计。考虑到本设计的特点（工作温湿度、显示行列数、光线等），的特点（工作温湿度、显示行列数、光线等），设计中选用的是设计中选用的是FYD12864显示器。该显示器的显示器。该显示器的大屏幕显示具有显示清晰、视觉范围广、价格
8、低大屏幕显示具有显示清晰、视觉范围广、价格低等优点。等优点。LCD12864共共20个引脚，其中引脚个引脚，其中引脚NC应悬应悬空。由于模块内部接有上电复位电路，因此在不空。由于模块内部接有上电复位电路，因此在不需要经常复位的场合可以将引脚需要经常复位的场合可以将引脚RST悬空，引脚悬空，引脚DB0-DB7为三态数据线，可用于写入并读取数为三态数据线，可用于写入并读取数据据。单片机发送和接受数据或指令要通过控制单片机发送和接受数据或指令要通过控制LCD上上RS、RW、E三个引脚的高低电平来实现。三个引脚的高低电平来实现。报警电路的设计报警电路的设计u本设计采用声光报警电路，通过单片机本设计采用
9、声光报警电路，通过单片机AT89S52的的1根口线经三极管驱动蜂鸣音根口线经三极管驱动蜂鸣音发声。本设计是为在温湿度测量中对温发声。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，当温湿度的上下限超出时的提示报警，当温湿度过限时，接口被置湿度过限时，接口被置0，本系统开始工，本系统开始工作。报警电路连接图如图所示。作。报警电路连接图如图所示。功能键的设计功能键的设计u本系统主要是对温室大棚中温湿度进行自动监本系统主要是对温室大棚中温湿度进行自动监测和控制，但是为了管理人员的管理，系统使测和控制，但是为了管理人员的管理，系统使用键盘来设定温湿度的上下限。用键盘来设定温湿度的上下限。u本
10、设计采用四个按键，按键的功能如下：本设计采用四个按键，按键的功能如下：uS1：S1控制温度上限，设定其上限后，当测量控制温度上限，设定其上限后，当测量温度超过温度超过40时，则按时，则按S1键，使其保持在键，使其保持在35；uS2：S2控制温度下限，设定其下限后，当测量控制温度下限，设定其下限后，当测量温度低于温度低于10时，则按时，则按S2键，使其保持在键，使其保持在20；uS3：S3控制湿度上限，设定其上限后，当测量控制湿度上限，设定其上限后，当测量温度超过温度超过70%RH时，则按时，则按S3键，使其保持在键，使其保持在60%RH；uS4：S4控制湿度下限，设定其下限后，当测量控制湿度下
11、限，设定其下限后，当测量温度低于温度低于40%RH时，则按时，则按S4键，使其保持在键，使其保持在30%RH。控制电路的设计控制电路的设计u本电路采用常开继电器组成控制电路。它们分别控制加本电路采用常开继电器组成控制电路。它们分别控制加温设备、降温设备等设备。加温设备工作原理：当温度温设备、降温设备等设备。加温设备工作原理：当温度低于设定下限温度时，与单片机连接的引脚将送入低电低于设定下限温度时，与单片机连接的引脚将送入低电平，二极管将导通，继电器有电流通过将吸合，则加热平，二极管将导通，继电器有电流通过将吸合，则加热装置将进行加热工作，温度上升。当温度上升到设定范装置将进行加热工作，温度上升
12、。当温度上升到设定范围之内时，置其引脚为高电平，二极管将截止，继电器围之内时，置其引脚为高电平，二极管将截止，继电器不能工作，处于常开状态，加热装置停止工作。降温等不能工作，处于常开状态，加热装置停止工作。降温等其他继电器控制设备原理与加温设备原理相似。加温设其他继电器控制设备原理与加温设备原理相似。加温设备原理图如图所示。备原理图如图所示。蔬菜大棚温湿度微机自动控制系统原理图蔬菜大棚温湿度微机自动控制系统原理图优点和不足优点和不足u1.设计不足：系统设计中，未能显示实时信息。设计不足：系统设计中，未能显示实时信息。在一些比较特殊的场合，有时候需要系统显示在一些比较特殊的场合，有时候需要系统显
13、示出各个时间段，比如，早、中、晚的实时信息。出各个时间段，比如，早、中、晚的实时信息。而这个系统没有此项功能。而这个系统没有此项功能。u2.系统拓展系统拓展u（1）本系统可以添加无线模块。可以添加中、）本系统可以添加无线模块。可以添加中、短程无线通信模块，使得系统能够在比较恶劣、短程无线通信模块，使得系统能够在比较恶劣、危险等不适合人到达的地方进行工作，这样就危险等不适合人到达的地方进行工作，这样就提高了系统的实用性；提高了系统的实用性；u（2）本系统可以利用串口与）本系统可以利用串口与PC机相连接，然机相连接，然后将采集的信息在后将采集的信息在PC机上进行处理，也可将信机上进行处理，也可将信息发布到息发布到WAP上，进行远程操控。上，进行远程操控。