花园温湿度控制系统的设计
花园温湿度控制系统的设计[20200406131609]
摘要
随着互联网的发展，智能系统凭借其特有的优势，正在被运用到生活的各个方面。而温湿度控制作为智能系统运用的一个方面，也越来越受到人们的关注。本文基于52单片机设计了一款用于花园温湿度控制的系统，系统不仅能够实时显示花园内的温湿度，而且通过启动相应的措施可以调节温湿度，以维持花园的恒温恒湿效果。系统主要包括电源电路、基于DHT11的温湿度测量电路、按键电路、调节电路以及液晶显示电路。设计结果表明，该系统操作简单，可以有效地检测、显示并调节温湿度。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:智能系统温湿度DHT11液晶
目录
1 绪 论 1
1.1 本论文的研究背景与意义 1
1.2 本论文研究的主要内容 1
2 总体设计方案 3
2.1 设计思路 3
2.2 系统总体设计 3
3 总体设计方案的实现 5
3.1 控制器 5
3.2 DHT11传感器 6
3.2.1 DHT11简介 6
3.2.2 传感器的选择 6
3.2.3 接口电路说明 7
3.3 LCD液晶显示电路 7
3.3.1 LCD与LED的简介 7
3.3.2 显示模块的选择 8
3.3.3 LCD1602与单片机的接口电路 8
3.4 调节模块 9
3.5 按键电路 9
3.6 电源电路 10
3.7 系统软件设计 10
3.7.1 Keil软件概述 10
3.7.2 软件程序编程 10
3.7.3 核心模块 12
4 调试与实物展示 16
4.1 软件调试 16
4.2 硬件调试 16
4.3 实物展示 16
结束语 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪 论
1.1 本论文的研究背景与意义
随着人们物质生活水平的提高，人们更加希望改善自己的生活质量，这就为智能系统的出现埋下了伏笔。有些人为了让家人过上更好的生活而离开自己的家乡到外地打工，或者就在本地打工只能晚上回家。而在这一天里，家里老人和小孩的照顾就成了问题。还有就是长时间的不在家，放在家里的贵重财务等其安全也需要自己慎重考虑。另外当节假日或者暑假寒假来临时，人们免不了总要出去走走，这时平时家里的花花草草和小动物就没了人照顾，即使出去玩让人玩得也不尽兴。在夏天出行，如果连续几天不浇水，植物生长缓慢甚至会死亡。
这时候智能系统应运而生。智能家居可以很轻松地就能解决这些问题，免除人们的后顾之忧。如今，智能系统已经运用到日常生活和工业生产的各个方面。例如在医药、居家和安防等领域都获得了大范围的运用。在这之中，智能家居尤为明显。智能家居可以提供各种现代生活服务，可以让人们的生活变得高效和有序，还可以更好地为人类服务。智能家居现在作为一种新兴产业，相信过不了多久就会被普及开来。
智能系统当然也有很多具体的应用，如在智能公交系统的运用。平常人们去上班，自己可以在家里掐着时间点在去公交站台，这样可以提高人们的效率，避免时间的无效浪费；还有在车辆自动定位系统中，当发生车辆失窃等情况，车主可以根据定位找到丢失的车辆；还有在最新的智能系统KISI中，在手机屏幕上轻轻一划，就可以打开楼门进到家了。
本次设计就是针对花园内的温湿度调节设计出一种系统。以前是采用人工控制，不仅费时费力，而且还效率低。如果针对花园设计出一种温湿度控制系统，不仅是自动控制，还可以根据环境调节当前的温湿度，使温湿度保持在合理的范围内，为植物的生长提供了良好的环境。因此，对于花园的温湿度控制系统设计的研究，十分有必要。
1.2 本论文研究的主要内容
本次设计的功能是时刻在显示小花园的温度和湿度，并可以根据当前的温湿度采取相应的措施来调节。在总的系统中，各个模块相互独立并都能够实现各自的功能。5V的电源模块是为了给硬件系统提供电的。温湿度测量模块是用来测量花园当前的温湿度值。温湿度调节模块由LED灯和风扇组成，对待不同的情况有对应的措施来响应。按键模块是用来在外部手动地改变温湿度的上下限。LCD显示模块是用来显示当前的温湿度值。[1]
此次设计以单片机为控制器，时刻控制传感器进行温湿度测量。在测量之前，使用者通过编程烧写到硬件系统中，对温度和湿度设定了上限和下限。当达到触发条件时，就会有对应的措施来进行调节。当温度或湿度达到上限时，风扇将会转动起来；反之，当温度达到下限时，LED灯就自动点亮达到提高温度的效果。当温度和湿度参数恢复到合理的范围内时，控制系统又恢复到监测状态，从而使温室环境的温度和湿度保持在一定的合理范围内。[2]
本次设计主要内容包括以下三个方面：
1.选择控制器，整个系统的控制器是单片机AT89S52；
2.选择合适的传感器，设计相应的温度信号采集和处理电路；
3.能够设计出简单的显示模块、调节模块和按键模块等。
2 总体设计方案
2.1 设计思路
在刚开始设计时，自己需要先分析题目的要求，并且进行调研和一定的分析论证，可以参考一些文献。然后根据实际，制定出一个大致的设计方案。根据系统的不同部分和各个部分需要实现的功能，进行各个模块的设计。
对于整个系统来说，首先要设计好电源电路，它是为了给硬件电路供电的。然后由于要对温湿度进行测量，测量花园当前的温湿度，需要设计出一个温湿度测量模块，选择合适的温湿度传感器。温湿度测量好之后，就是读取温湿度，需要用到温湿度显示模块。将LED数码管与LCD液晶显示器比较一下，然后选择其中一个作为本次设计的显示器。[3]当温度或湿度高于上限或者低于下限，可以用调节模块来进行调节，维持一个恒温的效果。想要在外部改变温湿度的上限和下限，自己可以设计出一个按键电路，通过按键来改变温湿度的上下限。[4]对于控制器来说，选取哪种型号的单片机可以通过比较，自己择优选取。
2.2 系统总体设计
花园的温湿度控制系统包括以下几个模块，首先是电源模块，是由四节干电池构成。接着可以确定整个系统的控制核心。然后是温湿度传感器的选取，必须要考虑性价比和测量精度这两个因素，而且测量精度决定了温度和湿度读取的准确性。调节模块是当温湿度不在上下限内时，可以采用一定的措施来调节，达到恒温的效果。按键模块是用来在外部改变温湿度的上下限。最后一个就是温湿度显示模块。[5]整个系统的原理图是图2-1。
图2-1系统的原理图
此次设计的总体方案：
1.控制器是单片机，用来控制所有的模块；
2.选择合适的传感器，用来测量温湿度信号；
3.要在外部改变温湿度的参数，可以设计一个按键电路；
4.当温湿度不在上下限内时，可以通过调节电路来调节；
5.显示模块用来显示小花园当前的温湿度。
3 总体设计方案的实现
3.1 控制器
3.1.1 单片机AT89S52的介绍
AT89S52是INTEL公司生产的8051系列的单片机，在芯片结构和功能基本上和51系列是相同的，外部引脚也是如此。AT89S52这块芯片上包含微处理器CPU、RAM和ROM、可编程的I/O输出口和定时/计数器等。[6]
与AT89C51相比，AT89S52的优势更加突出。AT89S52可以在线编程，当其出现问题时，可以在现场进行调试和修改。为了提高系统的抗干扰性，还增加了片内看门狗定时器。与之前的芯片相比，开发者为了防止程序出现死循环，事先已经想出解决办法，可以通过复位的方法退出死循环。[7]
综合考虑，所以该控制芯片选择单片机AT89S52。
3.1.2 单片机最小系统
单片机最小系统就是指最小应用系统，是指其系统用最少的元器件就可以工作。对于单片机AT89S52来讲，除了单片机自身之外，最小系统还有晶振电路和复位电路。
摘要
随着互联网的发展，智能系统凭借其特有的优势，正在被运用到生活的各个方面。而温湿度控制作为智能系统运用的一个方面，也越来越受到人们的关注。本文基于52单片机设计了一款用于花园温湿度控制的系统，系统不仅能够实时显示花园内的温湿度，而且通过启动相应的措施可以调节温湿度，以维持花园的恒温恒湿效果。系统主要包括电源电路、基于DHT11的温湿度测量电路、按键电路、调节电路以及液晶显示电路。设计结果表明，该系统操作简单，可以有效地检测、显示并调节温湿度。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:智能系统温湿度DHT11液晶
目录
1 绪 论 1
1.1 本论文的研究背景与意义 1
1.2 本论文研究的主要内容 1
2 总体设计方案 3
2.1 设计思路 3
2.2 系统总体设计 3
3 总体设计方案的实现 5
3.1 控制器 5
3.2 DHT11传感器 6
3.2.1 DHT11简介 6
3.2.2 传感器的选择 6
3.2.3 接口电路说明 7
3.3 LCD液晶显示电路 7
3.3.1 LCD与LED的简介 7
3.3.2 显示模块的选择 8
3.3.3 LCD1602与单片机的接口电路 8
3.4 调节模块 9
3.5 按键电路 9
3.6 电源电路 10
3.7 系统软件设计 10
3.7.1 Keil软件概述 10
3.7.2 软件程序编程 10
3.7.3 核心模块 12
4 调试与实物展示 16
4.1 软件调试 16
4.2 硬件调试 16
4.3 实物展示 16
结束语 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪 论
1.1 本论文的研究背景与意义
随着人们物质生活水平的提高，人们更加希望改善自己的生活质量，这就为智能系统的出现埋下了伏笔。有些人为了让家人过上更好的生活而离开自己的家乡到外地打工，或者就在本地打工只能晚上回家。而在这一天里，家里老人和小孩的照顾就成了问题。还有就是长时间的不在家，放在家里的贵重财务等其安全也需要自己慎重考虑。另外当节假日或者暑假寒假来临时，人们免不了总要出去走走，这时平时家里的花花草草和小动物就没了人照顾，即使出去玩让人玩得也不尽兴。在夏天出行，如果连续几天不浇水，植物生长缓慢甚至会死亡。
这时候智能系统应运而生。智能家居可以很轻松地就能解决这些问题，免除人们的后顾之忧。如今，智能系统已经运用到日常生活和工业生产的各个方面。例如在医药、居家和安防等领域都获得了大范围的运用。在这之中，智能家居尤为明显。智能家居可以提供各种现代生活服务，可以让人们的生活变得高效和有序，还可以更好地为人类服务。智能家居现在作为一种新兴产业，相信过不了多久就会被普及开来。
智能系统当然也有很多具体的应用，如在智能公交系统的运用。平常人们去上班，自己可以在家里掐着时间点在去公交站台，这样可以提高人们的效率，避免时间的无效浪费；还有在车辆自动定位系统中，当发生车辆失窃等情况，车主可以根据定位找到丢失的车辆；还有在最新的智能系统KISI中，在手机屏幕上轻轻一划，就可以打开楼门进到家了。
本次设计就是针对花园内的温湿度调节设计出一种系统。以前是采用人工控制，不仅费时费力，而且还效率低。如果针对花园设计出一种温湿度控制系统，不仅是自动控制，还可以根据环境调节当前的温湿度，使温湿度保持在合理的范围内，为植物的生长提供了良好的环境。因此，对于花园的温湿度控制系统设计的研究，十分有必要。
1.2 本论文研究的主要内容
本次设计的功能是时刻在显示小花园的温度和湿度，并可以根据当前的温湿度采取相应的措施来调节。在总的系统中，各个模块相互独立并都能够实现各自的功能。5V的电源模块是为了给硬件系统提供电的。温湿度测量模块是用来测量花园当前的温湿度值。温湿度调节模块由LED灯和风扇组成，对待不同的情况有对应的措施来响应。按键模块是用来在外部手动地改变温湿度的上下限。LCD显示模块是用来显示当前的温湿度值。[1]
此次设计以单片机为控制器，时刻控制传感器进行温湿度测量。在测量之前，使用者通过编程烧写到硬件系统中，对温度和湿度设定了上限和下限。当达到触发条件时，就会有对应的措施来进行调节。当温度或湿度达到上限时，风扇将会转动起来；反之，当温度达到下限时，LED灯就自动点亮达到提高温度的效果。当温度和湿度参数恢复到合理的范围内时，控制系统又恢复到监测状态，从而使温室环境的温度和湿度保持在一定的合理范围内。[2]
本次设计主要内容包括以下三个方面：
1.选择控制器，整个系统的控制器是单片机AT89S52；
2.选择合适的传感器，设计相应的温度信号采集和处理电路；
3.能够设计出简单的显示模块、调节模块和按键模块等。
2 总体设计方案
2.1 设计思路
在刚开始设计时，自己需要先分析题目的要求，并且进行调研和一定的分析论证，可以参考一些文献。然后根据实际，制定出一个大致的设计方案。根据系统的不同部分和各个部分需要实现的功能，进行各个模块的设计。
对于整个系统来说，首先要设计好电源电路，它是为了给硬件电路供电的。然后由于要对温湿度进行测量，测量花园当前的温湿度，需要设计出一个温湿度测量模块，选择合适的温湿度传感器。温湿度测量好之后，就是读取温湿度，需要用到温湿度显示模块。将LED数码管与LCD液晶显示器比较一下，然后选择其中一个作为本次设计的显示器。[3]当温度或湿度高于上限或者低于下限，可以用调节模块来进行调节，维持一个恒温的效果。想要在外部改变温湿度的上限和下限，自己可以设计出一个按键电路，通过按键来改变温湿度的上下限。[4]对于控制器来说，选取哪种型号的单片机可以通过比较，自己择优选取。
2.2 系统总体设计
花园的温湿度控制系统包括以下几个模块，首先是电源模块，是由四节干电池构成。接着可以确定整个系统的控制核心。然后是温湿度传感器的选取，必须要考虑性价比和测量精度这两个因素，而且测量精度决定了温度和湿度读取的准确性。调节模块是当温湿度不在上下限内时，可以采用一定的措施来调节，达到恒温的效果。按键模块是用来在外部改变温湿度的上下限。最后一个就是温湿度显示模块。[5]整个系统的原理图是图2-1。
图2-1系统的原理图
此次设计的总体方案：
1.控制器是单片机，用来控制所有的模块；
2.选择合适的传感器，用来测量温湿度信号；
3.要在外部改变温湿度的参数，可以设计一个按键电路；
4.当温湿度不在上下限内时，可以通过调节电路来调节；
5.显示模块用来显示小花园当前的温湿度。
3 总体设计方案的实现
3.1 控制器
3.1.1 单片机AT89S52的介绍
AT89S52是INTEL公司生产的8051系列的单片机，在芯片结构和功能基本上和51系列是相同的，外部引脚也是如此。AT89S52这块芯片上包含微处理器CPU、RAM和ROM、可编程的I/O输出口和定时/计数器等。[6]
与AT89C51相比，AT89S52的优势更加突出。AT89S52可以在线编程，当其出现问题时，可以在现场进行调试和修改。为了提高系统的抗干扰性，还增加了片内看门狗定时器。与之前的芯片相比，开发者为了防止程序出现死循环，事先已经想出解决办法，可以通过复位的方法退出死循环。[7]
综合考虑，所以该控制芯片选择单片机AT89S52。
3.1.2 单片机最小系统
单片机最小系统就是指最小应用系统，是指其系统用最少的元器件就可以工作。对于单片机AT89S52来讲，除了单片机自身之外，最小系统还有晶振电路和复位电路。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/gdxx/230.html
