单片机的鸡舍环境监控系统设计
摘 要鸡舍环境控制系统指的是以单片机芯片作为控制器并结合其他必要功能模块的角色而实现的一种能够对鸡舍环境中温湿度的实时准确测量，并通过加湿器、除湿器、风机等设备的工作营造最适合家禽最适宜的生长环境，它的出现和普及大大改变了家禽饲养方式，在硬件系统上使用了目前在大学教学和市场上最受欢迎的51单片机作为控制器芯片，在软件上通过C语言编写了程序代码，并通过Keil软件环境进行了程序代码的优化和编译。在硬件系统和软件系统都设计完毕后，对这款控制系统进行了大量的测试和优化，在测试过程中系统表现出了非常高的稳定性和使用价值，非常适合进行大量生产并逐步取代相关产品。
目录
一、引言 1
（一）鸡舍环境监控系统发展背景介绍 1
（二）温湿度控制系统国内外发展现状 2
（三）本文主要研究内容 2
二、方案选择及元器件介绍 3
（一）主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三）DHT11温湿度传感器 5
（四）HK4100FDC5V继电器介绍 5
（五） LCD1602显示器介绍 6
（六）风扇驱动电机介绍 7
三、硬件系统设计 8
（一）鸡舍环境监控系统的硬件结构框图设计 8
（二）最小系统设计 8
（三）鸡舍温湿度采集电路设计 9
（四）加湿器/除湿器开关电路设计 10
（五）显示器电路设计 11
（六）蜂鸣器电路设计 11
（七）鸡舍降温电路设计 12
四、软件系统设计 13
（一）鸡舍环境监控系统的软件工作流程设计 13
（二）鸡舍温湿度采集工作流程设计 14
（三）加湿器/除湿器开关控制流程设计 15
（四）显示器工作流程设计 16
（五）报警电路工作流程设计 17
（六）降温风扇驱动流程设计 17
总结 19
参考文献 20
致谢 21
附录一原理图 22
附录二元件列表 23
附录三程序 24<
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br /> 引言
鸡舍环境监控系统发展背景介绍
所谓的“鸡舍环境监控系统”是指在鸡舍环境内部通过控制器实现对鸡舍内部的温湿度参数进行检测，并通过排风、加湿/除湿以及温度控制等措施营造鸡舍内最为适宜家禽生长的室内环境，其中对于鸡舍内的温湿度条件检测至关重要，目前对于鸡舍内部温湿度检测的方法大多通过单片机等微处理器来实现，鸡舍温湿度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的鸡舍温湿度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现对鸡舍环境中的温湿度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，实现对鸡舍环境中家禽的实施保护，这在很大程度上颠覆了人们对于鸡舍温湿度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能鸡舍温湿度检测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能鸡舍温湿度检测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能鸡舍温湿度检测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能鸡舍温湿度检测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温湿度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。智能鸡舍温湿度检测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温湿度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温湿度调节速度来打破传统的鸡舍温湿度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能鸡舍温湿度检测系统控制系统是非常必要的。
温湿度控制系统国内外发展现状
目前国内外对于智能鸡舍温湿度检测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能鸡舍温湿度检测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能鸡舍温湿度检测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久中国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的鸡舍温湿度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的鸡舍温湿度检测系统所能实现的性能指标，虽然这么高的精度对于养鸡来说已经过于精益求精，但是这在侧面反映了社会对于高质量家禽养殖的高需求；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能鸡舍温湿度检测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现鸡舍环境中温湿度的实时准确测量的单片机自动控制系统，并通过加湿器、除湿器、风机等设备的工作营造最适合家禽最适宜的生长环境，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象，下面为本课题所设计系统将要实现的功能指标：
1、能够实现鸡舍环境内温度和湿度的实时测量；
2、能够设定目标温湿度，当鸡舍内温湿度偏离设定值时，系统能更快进行快速调节，当温度过低时将加热器打开进行加热，当温度过高时则将风机打开进行降温；
3、当湿度低于设定值时打开加湿器对鸡舍进行加湿，而湿度过高时则打开除湿器进行除湿；
3、具有报警功能，当温湿度偏离设定值时，发出报警信号；
4、测得的温湿度可通过液晶屏进行显示；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
目录
一、引言 1
（一）鸡舍环境监控系统发展背景介绍 1
（二）温湿度控制系统国内外发展现状 2
（三）本文主要研究内容 2
二、方案选择及元器件介绍 3
（一）主控器的选取 3
（二） STC89C51单片机 4
（三）DHT11温湿度传感器 5
（四）HK4100FDC5V继电器介绍 5
（五） LCD1602显示器介绍 6
（六）风扇驱动电机介绍 7
三、硬件系统设计 8
（一）鸡舍环境监控系统的硬件结构框图设计 8
（二）最小系统设计 8
（三）鸡舍温湿度采集电路设计 9
（四）加湿器/除湿器开关电路设计 10
（五）显示器电路设计 11
（六）蜂鸣器电路设计 11
（七）鸡舍降温电路设计 12
四、软件系统设计 13
（一）鸡舍环境监控系统的软件工作流程设计 13
（二）鸡舍温湿度采集工作流程设计 14
（三）加湿器/除湿器开关控制流程设计 15
（四）显示器工作流程设计 16
（五）报警电路工作流程设计 17
（六）降温风扇驱动流程设计 17
总结 19
参考文献 20
致谢 21
附录一原理图 22
附录二元件列表 23
附录三程序 24<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
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鸡舍环境监控系统发展背景介绍
所谓的“鸡舍环境监控系统”是指在鸡舍环境内部通过控制器实现对鸡舍内部的温湿度参数进行检测，并通过排风、加湿/除湿以及温度控制等措施营造鸡舍内最为适宜家禽生长的室内环境，其中对于鸡舍内的温湿度条件检测至关重要，目前对于鸡舍内部温湿度检测的方法大多通过单片机等微处理器来实现，鸡舍温湿度检测系统内部被植入了一定程度的控制系统，它已经不再是传统意义上的鸡舍温湿度检测系统了，设计人员将程序代码嵌入到其内部的智能控制芯片中，通过控制芯片对传感器、驱动器的操作，从而实现系统的自动运行，实现对鸡舍环境中的温湿度识别和检测检测、显示、报警或者其他无线通信等功能，实现对鸡舍环境中家禽的实施保护，这在很大程度上颠覆了人们对于鸡舍温湿度检测系统的想象，它的出现是人类社会进入智能时代或者芯时代的一个典型特征，本文将对这种智能鸡舍温湿度检测系统控制系统的发展背景、国内外发展现状以及本文设计内容做详细介绍。智能鸡舍温湿度检测系统的出现得益于半导体技术的飞速发展与成熟，在半导体技术成熟之前，无论是模拟电子技术还是数字电子技术，都只能停留在理论阶段，很多中设想都得不到实现，因此电子技术长时间停留在举足不前的状态。随着二十世纪中期人类对硅锗等半导体特性的发现，科学家迅速意识到该发现将在很快的时间内将人类社会带入一个崭新的时代，果然如科学家所料，许许多多的半导体器件很快出现在人类社会的各个角落，将这种半导体器件应用在许多已存的电子线路中，科学家发现有了半导体器件的加入，电子线路已经不仅仅是普通的电子线路了，它具有了许许多多不可思议的特性，如对电压、电流的放大、衰减、单向导通等，这些特性的实现使得许多电子线路出现了很多“智能特性”。本文介绍的这种智能鸡舍温湿度检测系统也得益于半导体器件的出现，通常这种智能系统中的核心部件是一种被称为单片机、DSP、ARM或者FPGA等控制器的芯片，这写芯片在外型上通常有数十个甚至上百个引脚，芯片内部电路通过对这些引脚的高低电平变换，从而实现负责的控制功能，智能鸡舍温湿度检测系统就是通过这个特性实现的——主控芯片通过输入输出不同的高低电平或者连续变化的电压，来改变芯片外部模块的状态，如集成温湿度传感器、铂电阻传感器、红外探头、显示器、报警器以及无线数据收发模块等，通过这些模块的有序配合，从而实现了我们所说的智能系统。智能鸡舍温湿度检测系统的出现在一定程度上推进了人类社会前进的脚步，它在一定程度上突破了人们对温湿度控制系统的想象，通过实现无线数据收发、控制等新型功能或者极快的温湿度调节速度来打破传统的鸡舍温湿度检测系统，因此设计出性能更高、功能更强的智能鸡舍温湿度检测系统控制系统是非常必要的。
温湿度控制系统国内外发展现状
目前国内外对于智能鸡舍温湿度检测系统的研究可谓是处于一种如火如奈的状态，许许多多国内外的研究所、企业机构以及高校实验室都有对于智能鸡舍温湿度检测系统的研究小组，这不仅仅体现了人们对于智能概念的向往和“痴迷”，更体现了智能鸡舍温湿度检测系统带给人类社会的便利和“财富”。前不久中国加州大学的一个实验小组向世界宣布了他们的最新研究成果——能够实现精度达到0.001摄氏度精度的鸡舍温湿度检测系统，如此高的检测精度已经突破了现有的鸡舍温湿度检测系统所能实现的性能指标，虽然这么高的精度对于养鸡来说已经过于精益求精，但是这在侧面反映了社会对于高质量家禽养殖的高需求；在国内，东部沿海高校也推出了类似的智能鸡舍温湿度检测系统控制系统，但是距离千分之一的检测精度指标还有一小段距离。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现鸡舍环境中温湿度的实时准确测量的单片机自动控制系统，并通过加湿器、除湿器、风机等设备的工作营造最适合家禽最适宜的生长环境，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象，下面为本课题所设计系统将要实现的功能指标：
1、能够实现鸡舍环境内温度和湿度的实时测量；
2、能够设定目标温湿度，当鸡舍内温湿度偏离设定值时，系统能更快进行快速调节，当温度过低时将加热器打开进行加热，当温度过高时则将风机打开进行降温；
3、当湿度低于设定值时打开加湿器对鸡舍进行加湿，而湿度过高时则打开除湿器进行除湿；
3、具有报警功能，当温湿度偏离设定值时，发出报警信号；
4、测得的温湿度可通过液晶屏进行显示；
方案选择及元器件介绍
主控器的选取
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