单片机的温室自动喷灌控制系统设(附件)
本设计是基于单片机的温室自动喷灌控制系统，采用DHT11作为温湿度传感器，BH1750FVI模块作为数字光照传感器，YL-69作为土壤湿度传感器，测量的数值是通过LCD1602液晶屏显示的。DHT11拥有以下长处：反应迅速、有极强的抗干扰能力、测量十分精准。BH1750FVI有较宽的测量范围，测量精度高，通过降低功率功能，实现低电流化，硬件电路较为简单。YL-69测量精度较高，能很好的进行显示，可测试不同土壤环境湿度。LCD1602可以呈现两行字符，第一行用来呈现温度和湿度，第二行用来呈现土壤湿度和光照强度。该控制体系可以测量室内的温度和湿度，光照强度和土壤湿度，数值出现在LCD1602液晶屏上，然后将测量的数值和标准值进行对比，假如超过上限值和下限值，报警电路就会报警并且启动温湿度调节设备（电磁阀）对温室进行喷灌。另外，还能够凭借键盘对设定的温湿度进行修改。凭借系统的电路原理图、通过Proteus软件来仿真，证实此系统的可行性。关键词 单片机，DHT11，BH1750FVI，YL-69，自动喷灌控制目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 设计目标 2
2.2 设计原理 3
2.3 设计方案 3
3 系统硬件设计 4
3.1 单片机最小系统 4
3.2 液晶显示模块 7
3.3 温湿度传感器模块 7
3.4 报警电路的设计 8
3.5 光照传感器模块 9
3.6 土壤湿度传感器模块 9
3.7 按键电路设计 10
3.8 输出电路设计 11
3.9 电源的设计 12
4 系统软件设计 13
4.1 软件设计的总体结构 13
4.2 主要模块的设计流程框图 15
5 系统调试 22
5.1 硬件调试 22
5.2 软件调试 23
结 论 26
致 谢 27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.8 输出电路设计 11
3.9 电源的设计 12
4 系统软件设计 13
4.1 软件设计的总体结构 13
4.2 主要模块的设计流程框图 15
5 系统调试 22
5.1 硬件调试 22
5.2 软件调试 23
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
附录1 系统的电路原理图 29
附录2 系统仿真总图 30
附录3 系统实物照片 31
附录4 系统源程序 32
1 绪论
1.1 研究背景
古往今来，中国一直以农业为主，即使在现代社会中，中国国民经济的基础也是农业，对温室大棚中的一些首要环境参数进行检测和掌管是现代化农业生产中的关键所在。一直以来的传统种植方法致使我国农业生产效率低下，传统的方法就是把温、湿度计放在温室大棚里面，然后读取温、湿度计上显示的温、湿度值，再将读取的数值与标准值进行比较，判定读取的数值是否超过标准值，超过了标准值就对大棚进行灌水，传统的这种人工非智能的喷灌方法耗尽了太多太多的人力物力，且没有办法确保度量的持续性，测量的随机性很大、测量误差也很大，农业生产效率仅为发达国家的百分之十。我国正利用手段全力发展农业来抬升作物产量，而温室大棚是其中关键所在，因为温室大棚可以使作物每年的成熟次数得到提升，让作物产量也能得到增加，还能抬升农业生产效率，在中国这样一个拥有小的人口和更多农田的国家，温室产业的发展具有重大的战略意义。虽然我国的温室总面积高居世界第一，但温室管理水平还是大大落后于发达国家以及很多发展中国家的，因为我国大部分的温室喷灌控制系统采用定时控制或者手动控制。因此，我国需要价格低廉但是操作简单测量精准的自动喷灌控制系统。
自动喷灌控制系统通常是对农作物土壤湿度，空气温度，湿度和光照强度进行实时测量，得到作物生产所需要水量，以此作为喷溉量根据，温室自动喷灌是确保作物优良高产的关键所在。依靠着精密的传感技术和定量控制技术的飞速发展，自动控制技术已经在喷灌节水灌溉中成长了很多，通过喷灌控制器适时、适量地注水，在节约水和抬升农作物产量方面获得了不错的的效果，能够大幅度抬升灌溉精确度，抬升水的利用率。
1.2 国内外发展现状
国外一些发达国家比如荷兰、美国、英国等国的温室技术已经到达一个较高台阶，可以完成对温室的空气温度和湿度，土壤湿度，光照强度的智能掌控。日本学者在1978年发明了一种基于微处理器的温室环境因子综合控制体系。当前，以色列、荷兰、日本和一些国家可以做到凭借温室农作物的特征，能够对大棚内的大部分环境因素进行综合掌控。
然而我们国家绝大多数地区对温室大棚的空气温度和湿度、土壤湿度、光照强度的检测与控制都是凭借人工管理，有着测量不准确、耗时耗力等弊端，容易造成无可挽回的损失，结果不仅大大增加了成本，浪费了太多的人力资源，而且很难达到我们想要的结果。中国从20世纪80年代开始就陆续从荷兰、日本、美国和一些国家引进了先进的现代化温室技术，但是为了今后的发展，不能照搬照用，得在吸收其他国家高科技技术的基础上，我国这块领域的领先科技人员也要综合研究大棚内部空气温度和湿度、土壤湿度和光照强度等环境因素控制技术。20世纪80年代末中国农业科学院引进FEL IXC-512系统，全国农业系统的第一个计算机应用研究机构得以建立。从上世纪第二十年代，计算机已经被用于90年代早期的监管和控制方面。此后，我国农业科学院发布了Z-80C监制温室大棚的软、硬件实施方案，利用微处理器监控太阳光照的虚拟实验[1]；于海强等一些人发明的大棚环境自动测量体系，能够自行调整大棚里面的空气温度，湿度，土壤湿度以及光照强度等因素；江苏理工大学在20世纪90年代末发明了一套用于检测温室环境的设备，可以综合控制温室内部空气温度和湿度、土壤湿度和光照强度。
1.3 研究内容
（1）对温室内空气温度和湿度、土壤湿度、光照强度进行采集，这就要用到温湿度传感器，土壤湿度传感器以及光照强度传感器。
（2）将采集的温度和湿度、土壤湿度、光照强度在液晶屏上进行显示，这就要用到液晶显示模块。
（3）本设计系统能够实现手动控制，这就需要用到按键来对系统的一些参数值进行修改。
（4）本设计要能实现多路输出以及实现喷灌，这就要用到继电器模块来分别对应采集的数据，超限继电器催动电磁阀喷灌。
（5）本设计需要绘制仿真图并进行调试，这就要用到Proteus软件来绘制电路原理图，用Keil软件编译程序，最终进行调试。
2 系统总体设计
2.1 设计目标
温室大棚是现在农业生产生活中相当重要的部分，此设计需要实时并且准确的收集空气温度和湿度，土壤湿度，光照强度，经过单片机处理，显示在液晶屏上，与标准值进行对比，超限启动报警器报警，并且催动继电器打开电磁阀喷灌。测量值回到标准值以下，停止喷灌。
（1）温度测量范围：0℃至60℃
（2）温度测量允许误差：±2℃
（3）湿度测量范围：0至1RH
（4）湿度测量允许误差：±0.05
（5）土壤湿度测量范围：0至1RH
系统硬件的整体框图如图所示：
图2.1 系统总硬件框图
3 系统硬件设计
3.1 单片机最小系统
图3.10 电源电路<
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究内容 2
2 系统总体设计 2
2.1 设计目标 2
2.2 设计原理 3
2.3 设计方案 3
3 系统硬件设计 4
3.1 单片机最小系统 4
3.2 液晶显示模块 7
3.3 温湿度传感器模块 7
3.4 报警电路的设计 8
3.5 光照传感器模块 9
3.6 土壤湿度传感器模块 9
3.7 按键电路设计 10
3.8 输出电路设计 11
3.9 电源的设计 12
4 系统软件设计 13
4.1 软件设计的总体结构 13
4.2 主要模块的设计流程框图 15
5 系统调试 22
5.1 硬件调试 22
5.2 软件调试 23
结 论 26
致 谢 27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.8 输出电路设计 11
3.9 电源的设计 12
4 系统软件设计 13
4.1 软件设计的总体结构 13
4.2 主要模块的设计流程框图 15
5 系统调试 22
5.1 硬件调试 22
5.2 软件调试 23
结 论 26
致 谢 27
参考文献 28
附录1 系统的电路原理图 29
附录2 系统仿真总图 30
附录3 系统实物照片 31
附录4 系统源程序 32
1 绪论
1.1 研究背景
古往今来，中国一直以农业为主，即使在现代社会中，中国国民经济的基础也是农业，对温室大棚中的一些首要环境参数进行检测和掌管是现代化农业生产中的关键所在。一直以来的传统种植方法致使我国农业生产效率低下，传统的方法就是把温、湿度计放在温室大棚里面，然后读取温、湿度计上显示的温、湿度值，再将读取的数值与标准值进行比较，判定读取的数值是否超过标准值，超过了标准值就对大棚进行灌水，传统的这种人工非智能的喷灌方法耗尽了太多太多的人力物力，且没有办法确保度量的持续性，测量的随机性很大、测量误差也很大，农业生产效率仅为发达国家的百分之十。我国正利用手段全力发展农业来抬升作物产量，而温室大棚是其中关键所在，因为温室大棚可以使作物每年的成熟次数得到提升，让作物产量也能得到增加，还能抬升农业生产效率，在中国这样一个拥有小的人口和更多农田的国家，温室产业的发展具有重大的战略意义。虽然我国的温室总面积高居世界第一，但温室管理水平还是大大落后于发达国家以及很多发展中国家的，因为我国大部分的温室喷灌控制系统采用定时控制或者手动控制。因此，我国需要价格低廉但是操作简单测量精准的自动喷灌控制系统。
自动喷灌控制系统通常是对农作物土壤湿度，空气温度，湿度和光照强度进行实时测量，得到作物生产所需要水量，以此作为喷溉量根据，温室自动喷灌是确保作物优良高产的关键所在。依靠着精密的传感技术和定量控制技术的飞速发展，自动控制技术已经在喷灌节水灌溉中成长了很多，通过喷灌控制器适时、适量地注水，在节约水和抬升农作物产量方面获得了不错的的效果，能够大幅度抬升灌溉精确度，抬升水的利用率。
1.2 国内外发展现状
国外一些发达国家比如荷兰、美国、英国等国的温室技术已经到达一个较高台阶，可以完成对温室的空气温度和湿度，土壤湿度，光照强度的智能掌控。日本学者在1978年发明了一种基于微处理器的温室环境因子综合控制体系。当前，以色列、荷兰、日本和一些国家可以做到凭借温室农作物的特征，能够对大棚内的大部分环境因素进行综合掌控。
然而我们国家绝大多数地区对温室大棚的空气温度和湿度、土壤湿度、光照强度的检测与控制都是凭借人工管理，有着测量不准确、耗时耗力等弊端，容易造成无可挽回的损失，结果不仅大大增加了成本，浪费了太多的人力资源，而且很难达到我们想要的结果。中国从20世纪80年代开始就陆续从荷兰、日本、美国和一些国家引进了先进的现代化温室技术，但是为了今后的发展，不能照搬照用，得在吸收其他国家高科技技术的基础上，我国这块领域的领先科技人员也要综合研究大棚内部空气温度和湿度、土壤湿度和光照强度等环境因素控制技术。20世纪80年代末中国农业科学院引进FEL IXC-512系统，全国农业系统的第一个计算机应用研究机构得以建立。从上世纪第二十年代，计算机已经被用于90年代早期的监管和控制方面。此后，我国农业科学院发布了Z-80C监制温室大棚的软、硬件实施方案，利用微处理器监控太阳光照的虚拟实验[1]；于海强等一些人发明的大棚环境自动测量体系，能够自行调整大棚里面的空气温度，湿度，土壤湿度以及光照强度等因素；江苏理工大学在20世纪90年代末发明了一套用于检测温室环境的设备，可以综合控制温室内部空气温度和湿度、土壤湿度和光照强度。
1.3 研究内容
（1）对温室内空气温度和湿度、土壤湿度、光照强度进行采集，这就要用到温湿度传感器，土壤湿度传感器以及光照强度传感器。
（2）将采集的温度和湿度、土壤湿度、光照强度在液晶屏上进行显示，这就要用到液晶显示模块。
（3）本设计系统能够实现手动控制，这就需要用到按键来对系统的一些参数值进行修改。
（4）本设计要能实现多路输出以及实现喷灌，这就要用到继电器模块来分别对应采集的数据，超限继电器催动电磁阀喷灌。
（5）本设计需要绘制仿真图并进行调试，这就要用到Proteus软件来绘制电路原理图，用Keil软件编译程序，最终进行调试。
2 系统总体设计
2.1 设计目标
温室大棚是现在农业生产生活中相当重要的部分，此设计需要实时并且准确的收集空气温度和湿度，土壤湿度，光照强度，经过单片机处理，显示在液晶屏上，与标准值进行对比，超限启动报警器报警，并且催动继电器打开电磁阀喷灌。测量值回到标准值以下，停止喷灌。
（1）温度测量范围：0℃至60℃
（2）温度测量允许误差：±2℃
（3）湿度测量范围：0至1RH
（4）湿度测量允许误差：±0.05
（5）土壤湿度测量范围：0至1RH
系统硬件的整体框图如图所示：
图2.1 系统总硬件框图
3 系统硬件设计
3.1 单片机最小系统
图3.10 电源电路<
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/2053.html
