智慧大棚温湿度检测与控制系统的设计
摘 要随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温湿度检测系统就表现出了许多测量局限问题。为此，在现代化的蔬菜大棚中温湿度检测系统在不断的提高更新，实现出更好的控制测量技术，以控制大棚中温湿度，调节作物生长环境。本论文主要阐述了基与STC89C52单片机温湿度检测与设计原理。以STC89C52单片机作为主控制器，连接DHT11传感器、1602液晶显示屏以及报警系统，进行温湿度检测与报警。DHT11数字温湿度传感器把采集到的温湿度数据传输给单片机，经由单片机数据处理转化再传输给1602液晶屏上并显示，再在液晶屏上对温湿度设置上下限值，进行越限报警。
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 系统的主要设计内容 1
1.3.1 课题研究的主要目的 1
第二章 系统方案设计 2
2.1 设计思路 2
2.2 系统框图 2
2.3 元器件的选择 2
第三章 系统硬件设计 4
3.1系统性能概述 4
3.2 主控模块的设计 4
3.2.1 STC89C52单片机的简介 4
3.2.2 单片机最小系统 7
3.3传感器模块 8
3.3.1 DHT11简介 8
3.3.2 引脚介绍 9
3.3.3 电器特性 9
3.3.4DHT11的典型应用电路 9
3.4 液晶显示器模块 10
3.4.1 1602液晶显示器简介 10
3.4.2 1602液晶显示器引脚说明 10
3.4.3 指令格式及功能 11
3.4.4 1602液晶显示模块电路原理图 13
3.5报警模块 13
第四章 系统软件设计 15
4.1 系统主程序设计 15
4.2 显示模块设计 16
4.3 DHT11传感器模块设计 17
第五章 系统测试 20
5.1 软件测试 20
5.1.1 软件测试总结 20
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/> 5.2硬件测试 21
5.2.1 系统硬件测试 21
5.2.2 硬件测试总结 23
5.3 实物测试 23
5.3.1 实物电路概括 23
5.3.2 实物报警测试 25
5.3.3 实物按键测试 25
5.3.4 实物测试总结 26
结语 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
目前，我国农业正处于从传统农业向现代化农业转变的新阶段，而大棚农业是农业在现代化农业中的重要生产农业方式之一，且是主要代表方式，在我国多数地区得到广泛应用。农业大棚可以避开外界不利环境的影响，制造出人为控制或改变作物适宜的生长环境。而大棚的各种环境可人为控制，这就要控制技术来保障农作物的产量与质量。而国内大棚的温湿度检测控制技术还处于传统的温湿度检测方式无法做到精确监测、实时报警的作用，大大降低了作物的产量，影响收入。同现代化农业发达的国家相比，我国在这一方面还有比较大的差距。本设计的目的在于研究一个基于单片机为核心控制的大棚温湿度检测与控制系统，以达到大棚内温湿度的实时监控、精确监测的目的。
1.2 国内外研究现状
20世纪70年代以来，农业设施研究在国外发展迅速，在农业设施研究方面花费投入增多，其中又以西方发达国家为主要部分。其中以荷兰、加拿大、日本、以色列等国为研究发展迅速的代表，农业设施十分发达，其农业设施设备已基本实现标准化。农业生产环境调控技术与机械自动化技术已具有较高的水平。
“自20世纪70年代以来，国外农业发达国家在温室环境工程技术方面进行大量研究。以荷兰为代表的欧美国家，设施农业主体设备温室内的光 、水、气、肥等均实现了智能化控制。以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，；通过计算机对内部环境进行自动监测与调节。美国、日本还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系，及应用补充光照、采用网络通信技术及视频技术进行温室环境远程控制与诊断，由机械人或机械手进行移栽作业的“植物工厂”。
至20世纪60年代，中国的设施农业始终处于小规模、低水平、发展速度缓慢的状态。70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温起到一定作用。70~80年代，相继出现塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展”，随着国家科技农业的不断发展，在不断地学习和研究科技设施工程的基础上，中国农业科技展开了迅速发展的道路，农业设施水平不断提高，可利用计算机对生物生长环境所需环境因素进行自动控制与调节，使农业生产方式有了巨大的改变。
1.3 系统的主要设计内容
1.3.1 课题研究的主要目的
1.合理人性化的设计。通过简易、方便、快捷的方式，让人更清晰的了解环境状况，环境中温湿度的具体值，人为控制调节。
2.做到实时监控环境温湿度值并显示具体数值以便调节大棚内环境因素，把采集到的数据进行数据转换，由模拟转换为数字显示。
3.设计报警电路，设置温湿度限值，规定局域化，进行越限报警。
4.可以根据不同作物在不同环境下所需要的不同温湿度的要求，可以随机人为的去干涉和更改温度与湿度的满意值，以满足用户的需求。
第二章 系统方案设计
2.1 设计思路
电路设计总体上分为控制系统设计、温湿度采集、数据显示和触发报警。以STC89C52单片机为主控制电路，接收DHT11传感器采集的温湿度数据并加以转换，输出数据给1602液晶显示屏显示数据，对比数据控制蜂鸣器的报警。显示与采集内容与方式由软件部分来完成。温湿度的采集由DHT11传感器来完成，传感器进行数据的采集和传输，可以和单片机相连。而1602液晶显示屏是针插式，也可以和单片机相连。这样就免去了焊接的复杂过程。按照原理图显示把DHT11 传感器、1602液晶显示器与单片机相接。将DHT11传感器采集到的温湿度数值通过单片机传输到1602液晶显示屏并显示，再根据设置的上下限数值与采到的数值相对比，接入蜂鸣器，进行越限报警。
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 系统的主要设计内容 1
1.3.1 课题研究的主要目的 1
第二章 系统方案设计 2
2.1 设计思路 2
2.2 系统框图 2
2.3 元器件的选择 2
第三章 系统硬件设计 4
3.1系统性能概述 4
3.2 主控模块的设计 4
3.2.1 STC89C52单片机的简介 4
3.2.2 单片机最小系统 7
3.3传感器模块 8
3.3.1 DHT11简介 8
3.3.2 引脚介绍 9
3.3.3 电器特性 9
3.3.4DHT11的典型应用电路 9
3.4 液晶显示器模块 10
3.4.1 1602液晶显示器简介 10
3.4.2 1602液晶显示器引脚说明 10
3.4.3 指令格式及功能 11
3.4.4 1602液晶显示模块电路原理图 13
3.5报警模块 13
第四章 系统软件设计 15
4.1 系统主程序设计 15
4.2 显示模块设计 16
4.3 DHT11传感器模块设计 17
第五章 系统测试 20
5.1 软件测试 20
5.1.1 软件测试总结 20
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 5.2硬件测试 21
5.2.1 系统硬件测试 21
5.2.2 硬件测试总结 23
5.3 实物测试 23
5.3.1 实物电路概括 23
5.3.2 实物报警测试 25
5.3.3 实物按键测试 25
5.3.4 实物测试总结 26
结语 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
目前，我国农业正处于从传统农业向现代化农业转变的新阶段，而大棚农业是农业在现代化农业中的重要生产农业方式之一，且是主要代表方式，在我国多数地区得到广泛应用。农业大棚可以避开外界不利环境的影响，制造出人为控制或改变作物适宜的生长环境。而大棚的各种环境可人为控制，这就要控制技术来保障农作物的产量与质量。而国内大棚的温湿度检测控制技术还处于传统的温湿度检测方式无法做到精确监测、实时报警的作用，大大降低了作物的产量，影响收入。同现代化农业发达的国家相比，我国在这一方面还有比较大的差距。本设计的目的在于研究一个基于单片机为核心控制的大棚温湿度检测与控制系统，以达到大棚内温湿度的实时监控、精确监测的目的。
1.2 国内外研究现状
20世纪70年代以来，农业设施研究在国外发展迅速，在农业设施研究方面花费投入增多，其中又以西方发达国家为主要部分。其中以荷兰、加拿大、日本、以色列等国为研究发展迅速的代表，农业设施十分发达，其农业设施设备已基本实现标准化。农业生产环境调控技术与机械自动化技术已具有较高的水平。
“自20世纪70年代以来，国外农业发达国家在温室环境工程技术方面进行大量研究。以荷兰为代表的欧美国家，设施农业主体设备温室内的光 、水、气、肥等均实现了智能化控制。以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，；通过计算机对内部环境进行自动监测与调节。美国、日本还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系，及应用补充光照、采用网络通信技术及视频技术进行温室环境远程控制与诊断，由机械人或机械手进行移栽作业的“植物工厂”。
至20世纪60年代，中国的设施农业始终处于小规模、低水平、发展速度缓慢的状态。70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温起到一定作用。70~80年代，相继出现塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展”，随着国家科技农业的不断发展，在不断地学习和研究科技设施工程的基础上，中国农业科技展开了迅速发展的道路，农业设施水平不断提高，可利用计算机对生物生长环境所需环境因素进行自动控制与调节，使农业生产方式有了巨大的改变。
1.3 系统的主要设计内容
1.3.1 课题研究的主要目的
1.合理人性化的设计。通过简易、方便、快捷的方式，让人更清晰的了解环境状况，环境中温湿度的具体值，人为控制调节。
2.做到实时监控环境温湿度值并显示具体数值以便调节大棚内环境因素，把采集到的数据进行数据转换，由模拟转换为数字显示。
3.设计报警电路，设置温湿度限值，规定局域化，进行越限报警。
4.可以根据不同作物在不同环境下所需要的不同温湿度的要求，可以随机人为的去干涉和更改温度与湿度的满意值，以满足用户的需求。
第二章 系统方案设计
2.1 设计思路
电路设计总体上分为控制系统设计、温湿度采集、数据显示和触发报警。以STC89C52单片机为主控制电路，接收DHT11传感器采集的温湿度数据并加以转换，输出数据给1602液晶显示屏显示数据，对比数据控制蜂鸣器的报警。显示与采集内容与方式由软件部分来完成。温湿度的采集由DHT11传感器来完成，传感器进行数据的采集和传输，可以和单片机相连。而1602液晶显示屏是针插式，也可以和单片机相连。这样就免去了焊接的复杂过程。按照原理图显示把DHT11 传感器、1602液晶显示器与单片机相接。将DHT11传感器采集到的温湿度数值通过单片机传输到1602液晶显示屏并显示，再根据设置的上下限数值与采到的数值相对比，接入蜂鸣器，进行越限报警。
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