单片机的智能养殖控制系统
目录
一、引言 1
二、智能养殖系统的设计方案 1
（一）设计目的 1
（二）设计思路 1
三、方案选择 2
（一）传感器选择方案 2
（二）液晶显示屏选择方案 2
（三）主控单片机选择方案 2
四、系统硬件设计 3
（一）系统总体设计 3
（二）单片机最小系统设计 3
（三）温湿度检测电路 6
（四）显示电路 8
（五）温湿度范围设置电路 9
（六）报警电路 9
（七）温湿度控制电路 10
（八）水位控制电路 11
五、系统软件设计 11
（一）总体软件设计 12
（二）温湿度控制子函数设计 13
（三）水位控制子函数设计 14
（四）1602液晶显示子函数设计 15
六、系统分析与调试 16
七、总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录 20
附录一：元器件清单 21
附录二：原理图 22
附录三：PCB图 23
附录四：源程序 24
附录五：实物图 36
一、引言
经济的不平均发展导致农村地区的人们受教育程度普遍不高，生活水平不是很好，在这样的情况下要想拥有好的生活就只能自己找致富之道了。养殖业是一个成本较低收入较高的一个行业，不需要特别的技术，加上农村有较为宽阔的区域，所以特别适合农村地区的创业之道。社会的进步，具有独特的性能且拥有较小体积的电子产品正在逐渐的改变着人民的生活，给人民生活 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
带来了极大的方便，我们可以选用一些适合的电子产品来满足我们创业的需要。在养殖方面，温湿度的控制对生物起着极大的影响，可以说控制好温湿度就完成了养殖的一半。同样，在一些实验室，仓库储物方面温湿度控制也起着不可替代的作用。在传统的方式中，温湿度控制主要是依靠人工来实现，通过人工轮流性的值班，来回的检查不断的记录来实现，这样的方式不仅过程复杂，耗费成本，也缺乏一定的科学性和准确性。另外一个养殖必须所面对的问题就是水位的检测，水是生命之源，必须要对所养殖的生物保证充足的水源。为了防止我们的大意导致水量过少从而引发一系列的经济问题，所以水位的控制也至关重要，而单片机也可以非常出色的完成这项任务。我们可以用单片机把这两个问题结合起来，一起解决。从而去除以前的用人去检查，节约了人工成本，使整个养殖过程更为的简洁，操作起来更为的方便。单片机具有中央处理器，存储功能，定时以及计时的功能，中断功能，A/D转换功能，还可以驱动显示电路等，正是由于这些功能，所以单片机在控制系统方面有着不可替代的作用。
本项课题所设计的就是利用自己在学校所学的电子专业知识，利用单片机是来实现温湿度的控制与水位的检测功能。本设计主要有主控模块，检测模块，显示模块，报警模块组成。从而实现温湿度以及水位的报警控制。
二、智能养殖系统的设计方案
(一)设计目的
1.温湿度上下限可自行设定；
2.准确实时的显示出温湿度的值；
3.判断检测出的值是否满足要求，如越限，系统则会进行处理；
4.可以检测水位，并控制是否进水。
（二）设计思路
本课题的核心部分主要是温度及湿度的采集检测以及显示。主控电路芯片我选用的是自己在学校所经常用到的52单片机，这种单片机成本小，执行指令的速度也挺快，受工作环境的影响较小，完全满足本题要求；传感器方面我选用的是DHT11传感器，这种传感器可以直接测量温湿度的值，而不向以前必须单独测量温度及湿度的值，减少了设计的难度，带来了不小的方便。在设计时，用传感器检测当前的温湿度，把检测到的数据传到单片机中，单片机受理之后，得到的数据传输到液晶屏上并显示出来，控制方面采用了蜂鸣器报警方式，设置温湿度的峰值和最低值后，当所收到的数据越出这个界线之后，蜂鸣器便会自动报警，以此来提示用户数据异常需要进行相应的处理，需要使用相应的设备来调节温湿度，使它们达到符合要求的数值，这样就实现了简单的控制。在水位方面，我用发光二极管来模拟水位，发光则意味着水位到达指定距离，用继电器来控制自动进水，继电器打开是指电机启动，开始加水，关闭时，电机停止工作，停止加水。从硬件上面来说也比较简单不需要一些精密的焊接要求，可以说是比较容易的。
三、方案选择
（一）传感器选择方案
方案一：温度传感器选择DS18B20，接口方式为一线式，对分布式温度传感应用进行了简化，不需要外部的一些元器器件，可以用数据总线进行供电。它是三至5伏的电压，是不需要其他备用电源的，测量的范围大致是-55到125度 。大致误差的范围在±0.5℃。最高精度可以达到0.0625度。测量湿度方面选择HS1101。
方案二：选用DhT11检测温湿度的数据，这种传感器不仅可以检测温度的值，还可以同时检测出湿度的值。采用了专用数字采集和传感技术的传感器无疑具有非常的稳定的性能，使我们的实验结果也有着令人信服的可靠性。它所可以测量的范围也是我们平常生活环境的范围，适合大多数生物的成长环境。温度的范围0 - 50°，测量的湿度的误差大概是百分之5左右。基本符合本次毕业课题设计的要求。
综上所述：方案一虽然也符合本次设计的要求但是，稍显复杂，方案二虽然不如方案一精准但是也足以满足此次的要求而且DHT11温湿度传感器具有反应快，测量精准，价格便宜等特点。所以本次设计选用方案二。
（二）液晶显示屏选择方案
方案一：选用12864显示器，显示模块由128*64个点组成，可以显示汉字或者是图形。面积比较大，显示的结果多样，可以是很复杂的也可以比较简单，可以和CPU直接相连。
方案二：选用1602液晶显示器，因面积比较小，只能显示两行32个字符，可以显示符号数字字母，显示效果简单。价格在10块钱左右。
综上所述，两者难度差不多，程序原理也没有什么大的差别，相比来说，12864显示效果更好，显示效果比较多种多样，同样也更为全面，满足大多数设计的要求1602和12864相比，虽然不如12864显示的效果全面，但是对于本课题来说，显示效果一样可以满足题目要求，从价格方面来说，1602比12864要便宜很多，所以在达到课题要求的情况下，价格便宜者优先选择，所以在液晶显示方面，我采用1602。
（三）主控单片机选择方案
方案一：AT89C51是一种微处理器，不仅性能高，而且消耗低。带有FLASH存储器，与51的指令系统可以兼容，由于有8位的中央处理器和Flash存储单元，功能方面比较强大。作为大批量被使用的单片机，首先它的开发设备要求并不能太高，这时候就得拥有flash的程序存储功能。由于在设计时考虑到了程序的秘密性，所以在芯片制造过程中采用特殊的制造技术，不容易泄露其中的程序。
方案二：52型单片机，与51相比，从功能上来说，是可以兼容的，从其他方面来说又有着几个优点，51是不带ISP下载，下载需要使用下载器，而52可以使用你的USB口来进行下载，在STC网上也可以进行下载软件的下载。相对于工作环境来讲STC要求很低，就算是当电压不足5v时也可以工作，基本不影响设计电路的运转。但是在这样的条件下，51就不能进行有效的工作了。
一、引言 1
二、智能养殖系统的设计方案 1
（一）设计目的 1
（二）设计思路 1
三、方案选择 2
（一）传感器选择方案 2
（二）液晶显示屏选择方案 2
（三）主控单片机选择方案 2
四、系统硬件设计 3
（一）系统总体设计 3
（二）单片机最小系统设计 3
（三）温湿度检测电路 6
（四）显示电路 8
（五）温湿度范围设置电路 9
（六）报警电路 9
（七）温湿度控制电路 10
（八）水位控制电路 11
五、系统软件设计 11
（一）总体软件设计 12
（二）温湿度控制子函数设计 13
（三）水位控制子函数设计 14
（四）1602液晶显示子函数设计 15
六、系统分析与调试 16
七、总结 18
致谢 19
参考文献 20
附录 20
附录一：元器件清单 21
附录二：原理图 22
附录三：PCB图 23
附录四：源程序 24
附录五：实物图 36
一、引言
经济的不平均发展导致农村地区的人们受教育程度普遍不高，生活水平不是很好，在这样的情况下要想拥有好的生活就只能自己找致富之道了。养殖业是一个成本较低收入较高的一个行业，不需要特别的技术，加上农村有较为宽阔的区域，所以特别适合农村地区的创业之道。社会的进步，具有独特的性能且拥有较小体积的电子产品正在逐渐的改变着人民的生活，给人民生活 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
带来了极大的方便，我们可以选用一些适合的电子产品来满足我们创业的需要。在养殖方面，温湿度的控制对生物起着极大的影响，可以说控制好温湿度就完成了养殖的一半。同样，在一些实验室，仓库储物方面温湿度控制也起着不可替代的作用。在传统的方式中，温湿度控制主要是依靠人工来实现，通过人工轮流性的值班，来回的检查不断的记录来实现，这样的方式不仅过程复杂，耗费成本，也缺乏一定的科学性和准确性。另外一个养殖必须所面对的问题就是水位的检测，水是生命之源，必须要对所养殖的生物保证充足的水源。为了防止我们的大意导致水量过少从而引发一系列的经济问题，所以水位的控制也至关重要，而单片机也可以非常出色的完成这项任务。我们可以用单片机把这两个问题结合起来，一起解决。从而去除以前的用人去检查，节约了人工成本，使整个养殖过程更为的简洁，操作起来更为的方便。单片机具有中央处理器，存储功能，定时以及计时的功能，中断功能，A/D转换功能，还可以驱动显示电路等，正是由于这些功能，所以单片机在控制系统方面有着不可替代的作用。
本项课题所设计的就是利用自己在学校所学的电子专业知识，利用单片机是来实现温湿度的控制与水位的检测功能。本设计主要有主控模块，检测模块，显示模块，报警模块组成。从而实现温湿度以及水位的报警控制。
二、智能养殖系统的设计方案
(一)设计目的
1.温湿度上下限可自行设定；
2.准确实时的显示出温湿度的值；
3.判断检测出的值是否满足要求，如越限，系统则会进行处理；
4.可以检测水位，并控制是否进水。
（二）设计思路
本课题的核心部分主要是温度及湿度的采集检测以及显示。主控电路芯片我选用的是自己在学校所经常用到的52单片机，这种单片机成本小，执行指令的速度也挺快，受工作环境的影响较小，完全满足本题要求；传感器方面我选用的是DHT11传感器，这种传感器可以直接测量温湿度的值，而不向以前必须单独测量温度及湿度的值，减少了设计的难度，带来了不小的方便。在设计时，用传感器检测当前的温湿度，把检测到的数据传到单片机中，单片机受理之后，得到的数据传输到液晶屏上并显示出来，控制方面采用了蜂鸣器报警方式，设置温湿度的峰值和最低值后，当所收到的数据越出这个界线之后，蜂鸣器便会自动报警，以此来提示用户数据异常需要进行相应的处理，需要使用相应的设备来调节温湿度，使它们达到符合要求的数值，这样就实现了简单的控制。在水位方面，我用发光二极管来模拟水位，发光则意味着水位到达指定距离，用继电器来控制自动进水，继电器打开是指电机启动，开始加水，关闭时，电机停止工作，停止加水。从硬件上面来说也比较简单不需要一些精密的焊接要求，可以说是比较容易的。
三、方案选择
（一）传感器选择方案
方案一：温度传感器选择DS18B20，接口方式为一线式，对分布式温度传感应用进行了简化，不需要外部的一些元器器件，可以用数据总线进行供电。它是三至5伏的电压，是不需要其他备用电源的，测量的范围大致是-55到125度 。大致误差的范围在±0.5℃。最高精度可以达到0.0625度。测量湿度方面选择HS1101。
方案二：选用DhT11检测温湿度的数据，这种传感器不仅可以检测温度的值，还可以同时检测出湿度的值。采用了专用数字采集和传感技术的传感器无疑具有非常的稳定的性能，使我们的实验结果也有着令人信服的可靠性。它所可以测量的范围也是我们平常生活环境的范围，适合大多数生物的成长环境。温度的范围0 - 50°，测量的湿度的误差大概是百分之5左右。基本符合本次毕业课题设计的要求。
综上所述：方案一虽然也符合本次设计的要求但是，稍显复杂，方案二虽然不如方案一精准但是也足以满足此次的要求而且DHT11温湿度传感器具有反应快，测量精准，价格便宜等特点。所以本次设计选用方案二。
（二）液晶显示屏选择方案
方案一：选用12864显示器，显示模块由128*64个点组成，可以显示汉字或者是图形。面积比较大，显示的结果多样，可以是很复杂的也可以比较简单，可以和CPU直接相连。
方案二：选用1602液晶显示器，因面积比较小，只能显示两行32个字符，可以显示符号数字字母，显示效果简单。价格在10块钱左右。
综上所述，两者难度差不多，程序原理也没有什么大的差别，相比来说，12864显示效果更好，显示效果比较多种多样，同样也更为全面，满足大多数设计的要求1602和12864相比，虽然不如12864显示的效果全面，但是对于本课题来说，显示效果一样可以满足题目要求，从价格方面来说，1602比12864要便宜很多，所以在达到课题要求的情况下，价格便宜者优先选择，所以在液晶显示方面，我采用1602。
（三）主控单片机选择方案
方案一：AT89C51是一种微处理器，不仅性能高，而且消耗低。带有FLASH存储器，与51的指令系统可以兼容，由于有8位的中央处理器和Flash存储单元，功能方面比较强大。作为大批量被使用的单片机，首先它的开发设备要求并不能太高，这时候就得拥有flash的程序存储功能。由于在设计时考虑到了程序的秘密性，所以在芯片制造过程中采用特殊的制造技术，不容易泄露其中的程序。
方案二：52型单片机，与51相比，从功能上来说，是可以兼容的，从其他方面来说又有着几个优点，51是不带ISP下载，下载需要使用下载器，而52可以使用你的USB口来进行下载，在STC网上也可以进行下载软件的下载。相对于工作环境来讲STC要求很低，就算是当电压不足5v时也可以工作，基本不影响设计电路的运转。但是在这样的条件下，51就不能进行有效的工作了。
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