蔬菜大棚温度控制系统设计(附件)【字数：15922】
摘 要摘 要中国农业需要不断地向现代化农业发展，随着国民经济的不断增长，国家也逐渐重视了农业这一方面的发展，农业的研究和应用技术也获得了较高水平的提高。温室大棚在现代化农业中有着相当重要的地位。现代化农业生产中，需要对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制，例如大棚内的温度。对于蔬菜的生长来说，温度的重要性不言而喻。所以，为了蔬菜能够健康的成长，需要实时检测并控制蔬菜大棚内的温度。人工检测控制误差大、成本高、测控不及时，所以需要设计一个温度自动控制系统来实现自动控制，实现更精确更便捷的控制。 本课题主要是利用单片机制作温度控制系统，通过DS18B20温度传感器检测当前蔬菜大棚温度，并且将读取到的温度在LCD1602液晶上显示，与设定的温度值比较如果低于或高于设定的温度范围，则发出警报，由此判断是否启动继电器开启加热或制冷设备控制温度。而且在一条总线挂接了多个DS18B20温度传感器，可以实时检测大棚内多个地方的温度。为了方便观察，还加入了蓝牙模块，可以通过蓝牙将得到的数据上传到PC机，在PC机上显示各个温度值。还可以通过键盘按键加减设定的温度范围。通过这些一系列的控制，可以较好的提升蔬菜的产量，保证蔬菜的质量，提高了经济效益，给广大农民带来了便利。关键词单片机；DS18B20温度传感器；LCD1602液晶；人机
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及选题目的与意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 1
1.2.1 国内温室发展与研究现状 2
1.2.2 国外温室发展与研究现状 2
1.2.3 存在的问题 3
1.3主要研究内容 4
第二章 系统方案设计 5
2.1 设计方案列举 5
2.3 系统组成及框图 5
第三章 硬件电路设计 7
3.1 STC89C51单片机介绍 7
3.2 晶振电路 8
3.3 复位电路 8
3.4 DS18B20温度传感器电路 9
3.4.1 DS18B20介绍 9
3.4.2 DS18B20温度传感器特性及原理介绍 11
3.5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
LCD1602液晶显示电路 11
3.5.1 LCD液晶显示器原理 11
3.5.2 LCD液晶硬件接口及连接方法 12
3.6 串口通信 14
3.6.1 串口通信 14
3.6.2 单片机串口介绍 15
3.7 HC05蓝牙模块 16
3.8 报警电路 17
3.9 继电器模块 18
3.9.1 继电器的工作原理 18
3.9.2 继电器的结构 19
3.10 独立键盘模块 19
第四章 软件程序设计 21
4.1 主程序设计 21
4.2 DS18B20相关程序设计 21
4.2.1 DS18B20内部结构介绍 21
4.2.2 DS18B20程序组成 22
4.2.3 DS18B20程序流程图 27
4.3 LCD1602相关程序设计 28
4.3.1 LCD1602程序组成 28
4.3.2 LCD1602程序流程图 31
4.4 串口通信程序设计 31
4.4.1 串口相关寄存器介绍 31
4.4.2 串口程序流程图 33
4.5 上位机程序设计 34
第五章 成果展示 35
5.1 成果展示 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 研究背景及选题目的与意义
随着时间的推移，我国对农业的关注度越来越高，俗话说得好“民以食为天”，农业跟不上人们的需求，经济的发展也会变得缓慢，所以需要不断开发有关农业的科研项目，进一步促进我国的蓬勃发展。温室大棚的出现改变了农业的发展进程，温室大棚是一个封闭的环境，我们可以根据蔬菜水果生长的环境条件对大棚的环境进行调节，让蔬菜水果生长在一个合适的环境中，这样就不用在意外界的天气情况了，恶劣天气也能有效地保护蔬菜水果。关于农业种植方面，温室内的各种环境指标与蔬菜水果的生长有重要联系，为了确保蔬菜水果能够健康生长，必须对温室内的各种环境指标进行实施监控，对温室环境指标进行数据分析，结合蔬菜水果的生长规律，实现更科学的温室自动化生产管理，保证作物的质量以及产量。温室大棚内的环境有很多东西需要我们控制，它们都影响着蔬菜水果的正常生长，其中温度检测和控制尤为重要。国外的温室技术已经领先我们国家许多，他们研发出来的温室设备都已经有充足的使用价值了，可是价格十分高，引入的成本和能获取的价值不成正比，而且国外的气候条件与我国有较大差异，他们的测控软件无法适应我们国家的气候。现在我们国家大多采用人工管理的方式检测并控制大棚内温度，人工管理相比于计算机管理，还是少了很多精确性，并且计算机实时检测，人不可避免地会开小差，无法及时作出调整，这些影响都可能会造成一定的损失，达不到我们当初想要的结果。因此，为了不断提升我国的农业实力，就得大力提升农业设备的工作能力，科学使用相关农业设备控制大棚内的温度，保证蔬菜水果有一个良好的生长环境，温度的控制十分重要，它决定了蔬菜水果成熟的质量和产量如何。现在蔬菜大棚使用的也越来越多，逐渐普及了开来，随之而来的，就是越来越高的性能要求，一切都是为了提高生产效率，这一切又都是基于科学的不断发展。单片机这块小小的芯片加上外围设备便可以完成这些功能，考虑到人工管理的成本过高、效率过低，使用这些小设备就能实现大棚温度的自动化管理，降低了运行成本，同样不失准确性。这个小系统主要采用了多个DS18B20温度传感器和LCD1602液晶显示模块，并且在单片机上搭载了继电器模块，用于模拟加热和制冷，高温低温都可以实现报警，并且能通过蓝牙将获得的温度数据上传给电脑，在电脑上显示温度，方便了观察。
1.2 国内外研究现状及存在的问题
1.2.1 国内温室发展与研究现状
(1)蔬菜大棚规模。目前看来，温室大棚蔬菜带给了我国巨大的经济效益，巨大的经济效益也进一步推动了我国农业的发展。我国温室大棚的规模十分庞大，在世界范围内也是排名前列的。庞大的大棚规模带来了巨大的蔬菜水果产量，满足了我国人民的巨大的需求，更进一步地推动了经济的发展。我国北方由于天气较为寒冷，温室大棚的重要性不言而喻。北方人民也对温度大棚的结构、栽培技术等也进行了很大程度的改造，逐渐形成了有中国特色的温室大棚体系。在寒冷的冬季，大棚的出现可以使得蔬菜在合适的温度下健康的成长，不用再担心冬季没有足够的新鲜蔬菜供应，该技术在中国北方地区得到广泛应用，而我国南方也大量使用了蔬菜大棚，南方较为湿热，雨多，太阳充足，有时候往往会带来不好的影响，大棚就起到了防雨、防晒的作用。?
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景及选题目的与意义 1
1.2 国内外研究现状及存在的问题 1
1.2.1 国内温室发展与研究现状 2
1.2.2 国外温室发展与研究现状 2
1.2.3 存在的问题 3
1.3主要研究内容 4
第二章 系统方案设计 5
2.1 设计方案列举 5
2.3 系统组成及框图 5
第三章 硬件电路设计 7
3.1 STC89C51单片机介绍 7
3.2 晶振电路 8
3.3 复位电路 8
3.4 DS18B20温度传感器电路 9
3.4.1 DS18B20介绍 9
3.4.2 DS18B20温度传感器特性及原理介绍 11
3.5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
LCD1602液晶显示电路 11
3.5.1 LCD液晶显示器原理 11
3.5.2 LCD液晶硬件接口及连接方法 12
3.6 串口通信 14
3.6.1 串口通信 14
3.6.2 单片机串口介绍 15
3.7 HC05蓝牙模块 16
3.8 报警电路 17
3.9 继电器模块 18
3.9.1 继电器的工作原理 18
3.9.2 继电器的结构 19
3.10 独立键盘模块 19
第四章 软件程序设计 21
4.1 主程序设计 21
4.2 DS18B20相关程序设计 21
4.2.1 DS18B20内部结构介绍 21
4.2.2 DS18B20程序组成 22
4.2.3 DS18B20程序流程图 27
4.3 LCD1602相关程序设计 28
4.3.1 LCD1602程序组成 28
4.3.2 LCD1602程序流程图 31
4.4 串口通信程序设计 31
4.4.1 串口相关寄存器介绍 31
4.4.2 串口程序流程图 33
4.5 上位机程序设计 34
第五章 成果展示 35
5.1 成果展示 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 研究背景及选题目的与意义
随着时间的推移，我国对农业的关注度越来越高，俗话说得好“民以食为天”，农业跟不上人们的需求，经济的发展也会变得缓慢，所以需要不断开发有关农业的科研项目，进一步促进我国的蓬勃发展。温室大棚的出现改变了农业的发展进程，温室大棚是一个封闭的环境，我们可以根据蔬菜水果生长的环境条件对大棚的环境进行调节，让蔬菜水果生长在一个合适的环境中，这样就不用在意外界的天气情况了，恶劣天气也能有效地保护蔬菜水果。关于农业种植方面，温室内的各种环境指标与蔬菜水果的生长有重要联系，为了确保蔬菜水果能够健康生长，必须对温室内的各种环境指标进行实施监控，对温室环境指标进行数据分析，结合蔬菜水果的生长规律，实现更科学的温室自动化生产管理，保证作物的质量以及产量。温室大棚内的环境有很多东西需要我们控制，它们都影响着蔬菜水果的正常生长，其中温度检测和控制尤为重要。国外的温室技术已经领先我们国家许多，他们研发出来的温室设备都已经有充足的使用价值了，可是价格十分高，引入的成本和能获取的价值不成正比，而且国外的气候条件与我国有较大差异，他们的测控软件无法适应我们国家的气候。现在我们国家大多采用人工管理的方式检测并控制大棚内温度，人工管理相比于计算机管理，还是少了很多精确性，并且计算机实时检测，人不可避免地会开小差，无法及时作出调整，这些影响都可能会造成一定的损失，达不到我们当初想要的结果。因此，为了不断提升我国的农业实力，就得大力提升农业设备的工作能力，科学使用相关农业设备控制大棚内的温度，保证蔬菜水果有一个良好的生长环境，温度的控制十分重要，它决定了蔬菜水果成熟的质量和产量如何。现在蔬菜大棚使用的也越来越多，逐渐普及了开来，随之而来的，就是越来越高的性能要求，一切都是为了提高生产效率，这一切又都是基于科学的不断发展。单片机这块小小的芯片加上外围设备便可以完成这些功能，考虑到人工管理的成本过高、效率过低，使用这些小设备就能实现大棚温度的自动化管理，降低了运行成本，同样不失准确性。这个小系统主要采用了多个DS18B20温度传感器和LCD1602液晶显示模块，并且在单片机上搭载了继电器模块，用于模拟加热和制冷，高温低温都可以实现报警，并且能通过蓝牙将获得的温度数据上传给电脑，在电脑上显示温度，方便了观察。
1.2 国内外研究现状及存在的问题
1.2.1 国内温室发展与研究现状
(1)蔬菜大棚规模。目前看来，温室大棚蔬菜带给了我国巨大的经济效益，巨大的经济效益也进一步推动了我国农业的发展。我国温室大棚的规模十分庞大，在世界范围内也是排名前列的。庞大的大棚规模带来了巨大的蔬菜水果产量，满足了我国人民的巨大的需求，更进一步地推动了经济的发展。我国北方由于天气较为寒冷，温室大棚的重要性不言而喻。北方人民也对温度大棚的结构、栽培技术等也进行了很大程度的改造，逐渐形成了有中国特色的温室大棚体系。在寒冷的冬季，大棚的出现可以使得蔬菜在合适的温度下健康的成长，不用再担心冬季没有足够的新鲜蔬菜供应，该技术在中国北方地区得到广泛应用，而我国南方也大量使用了蔬菜大棚，南方较为湿热，雨多，太阳充足，有时候往往会带来不好的影响，大棚就起到了防雨、防晒的作用。?
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