基于单片机的温度测控系统在温室大棚设计与实现(附件)【字数：10207】
摘 要随着国家经济的快速发展，不仅工业的革新技术受到越来越多的关注，在农业上也是这样。特别是，温室的提出大大的提高了农业生产的效率，国家也越来越重视温室技术的革新和发展。在现代农业生产中最重要就是如何对环境进行综合的调控，如果能高效的实现，将为智能化的发展迈进一大步。温度一直以来就是工、农业生产生活中重要的受控参数之一。现实生活中对于温度控制无所不在。比如农业生产中的温室大棚、酒厂发酵、无土栽培等等；工业生产中的食品加工、化工制药、金属冶炼等。可见，温度控制在工业生产、农业发展中发挥着举足轻重的地位。国家在进步，科技也在进步，对温度控制的延时性和精度性的要求也不断提高。这个设计提出了基于单片机的温度测控系统的开发方案。这个方案用的是C52单片机，DS18B20温度传感器，重点解决了温度采集时出现的延时性与准确性问题，具有采集数据速率快，采集数据精准高的特点。温度测控系统系统具有构造简单、成本廉价、准确性高、延时性好等特点，使温度测控系统具有一定的可操作性和实现性。该系统还具有广泛的通用型，可广泛适用于温室大棚、无土栽培、食品加工、金属冶炼等。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及现实意义 1
1.2国内外的研究现状 1
1.3课题的提出 2
1.4研究的内容 2
第二章 控制系统的方案设计 3
2.1温度的调节与控制 3
2.2测控系统方案设计和选择 3
第三章 测控系统的电路构成及工作原理 5
3.1系统的电路构成 5
3.2系统的工作原理 6
第四章 硬件电路的设计 8
4.1温度传感器的选择 8
4.1.1DS18B20简介 8
4.1.1DS18B20的性能描述 8
4.1.2DS18B20的管脚排列 9
4.1.3DS18B20的控制方法 9
4.1.4DS18B20的测温原理 10
4.2单片机的选择 10
4.2.1单片机的概述 10
4.2.2AT89C2051引脚说明 10
4.2.3 单片机最小系统控制 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.2.4 AT89C2051复位电路 12
4.2.5AT89C2051晶振电路 12
4.3LCD1602液晶显示器 13
4.4蜂鸣器与发光二极管报警电路 13
4.5RS485通信设计 14
4.5.1RS485的电气规定 15
第五章 系统软件设计 16
5.1软件设计原则和思路 16
5.2程序结构分析 16
5.3系统程序流程图 16
5.4DS18B20程序流程图 17
5.5读温度子程序流程图 18
5.6显示模块软件设计 18
5.7报警控制模块设计 19
5.8多路数据巡回显示 19
第六章 proteus仿真与调试 21
6.1仿真软件介绍 21
6.2仿真图 21
结束语 23
致 谢 24
附录 26
第一章 绪论
1.1选题背景及现实意义
在我们的地球村，气候温度一直在变化。近代以来，工业发展对温度的需求越来越大。温度的重要性可以反映在电气、钢铁、冶金、建筑等各个领域。对于农业来说也是很重要的。蔬菜、水果和谷物的温度很高。只有在舒适的温度控制下，这些作物才能更好地生产，提高生产效率。但现实情况并非如此，我国各地区气候大，部分地区气候恶劣，许多农产品无法种植，我国土地利用效率大大降低。因此，为了解决这个问题，特别重要的是采用温室，那么温室是什么呢？
温室又称暖房，具有良好的透光性和保温性。他可以在任何季节培养和繁殖农作物。它能提供生理发育期，提高产量。用于植物栽培或苗木培育，如温暖的蔬菜、花卉、树木等。温室有多种类型，具体来说有玻璃的和单户的还有单棚的等等。大棚温室应该同时具有保温和通风的功能。在现代温室中，控制诸如温度、湿度和光的条件的装置被用来通过计算机自动控制为植物创造最佳的环境条件。
有了温室大棚，那么就可以降低自然环境对农产品的影响，那么怎么对温室大棚进行温度监控呢，以前的人们大多数都是采用温度计对温室大棚进行监控，如果发现大大超过预期的温度就进行降温，如果温度大大低于预期的话就要对大棚进行升温，从而达到控制温度的目的。但是这样是缺点是太浪费人工成本，大大降低了效率，而且我国的经济不断地发展。
随着国家越来越强大，经济和科技的实力得到了很大的提升，单片机在温室中的应用也越来越来。单片机它很简单，容易上手，外围电路简单，硬件设计简单，IO口操作简单，无方向寄存器，资源丰富，信息容易查找，数据查找方便程。非常简单，许多优点，使用单片机和温度传感器来测量温室的温度点是一个更好的选择
现在，因为单片机的发展迅速，很好的利用数字温度传感器代替了传统的模拟温度传感器，
1.2国内外的研究现状
国外温室技术的研究比国内早。70年代以来，信息采集已由模拟仪器实现，但是在90年代末期，分布式的控制系统慢慢有了起色。目前，许多强大的国家都会对温室的环境的各个因素作一些实事调整。在国外先进的大型温室中，环境因素包括自动控制，自动控制基本上是通过传感、调节和测试完成的，然后通过计算机进行综合管理，环境因素的管理范围非常广泛。从温室环境条件到室外气候，它们都可以使用计算机。对很多接受过来的数据进行采集和准确的分析，从而达到综合管理的目的。
从七十年代末期开始，我国的在这方面的技术进展十分迅猛，在八十年代中，我国引进了很多温室的设备，并且学习一些国外的技术和经验，在温室的温度还有湿度等领域得到了迅猛的进步，但是在温室的综合控制方面还有待提高，所以，我国虽然引进了很多国外的设备，但是在成本和适用性上并不是很理想，导致经济效益不是很高。八十年代开始，我国的科技人员加强了对温湿度还有二氧化碳等单项因素的研究。
就目前来讲中国的温室控制系统及控制技术、温室设备在计算机一般应用处于吸收阶段，从最基础的应用到更实用，更全面的应用来过渡。然而，在许多情况下，并不存在很多伟大的理想。很多情况下控制算法是立足于最为普遍使用的直接的数字控制方法。在程序中各个因素的阈值都已经预设好了。当测量的环境的数值超越了阈值的时候，环境控制系统的装置就立马工作了。但是此类方案还远远达不到对农作物的环境进行实时的监控。与美国，日本，荷兰等国家相比，在很多方面还存在差距悬殊，中国需要在这方面做更多的深入研究。
1.3课题的提出
为了反映温室的综合控制，其环境控制将是最关键的部分。温室环境控制技术的广泛使用立足于智能的工业化和农业生产的最方便的途径之一。然而难以实现的是对全部的室内里面环境的因素进行很好的把控。通常，在建筑物的环境控制方面很难被阳光给干扰到，所以导致温室也很难被干扰到。因此最关键的是室外的环境的作用。大部分的环境控制通常表现为在温度还有湿度的方面，但是阳光、还有对农作物的保护措施以及co2的浓度以及水的温度也有很大的关系。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景及现实意义 1
1.2国内外的研究现状 1
1.3课题的提出 2
1.4研究的内容 2
第二章 控制系统的方案设计 3
2.1温度的调节与控制 3
2.2测控系统方案设计和选择 3
第三章 测控系统的电路构成及工作原理 5
3.1系统的电路构成 5
3.2系统的工作原理 6
第四章 硬件电路的设计 8
4.1温度传感器的选择 8
4.1.1DS18B20简介 8
4.1.1DS18B20的性能描述 8
4.1.2DS18B20的管脚排列 9
4.1.3DS18B20的控制方法 9
4.1.4DS18B20的测温原理 10
4.2单片机的选择 10
4.2.1单片机的概述 10
4.2.2AT89C2051引脚说明 10
4.2.3 单片机最小系统控制 11 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.2.4 AT89C2051复位电路 12
4.2.5AT89C2051晶振电路 12
4.3LCD1602液晶显示器 13
4.4蜂鸣器与发光二极管报警电路 13
4.5RS485通信设计 14
4.5.1RS485的电气规定 15
第五章 系统软件设计 16
5.1软件设计原则和思路 16
5.2程序结构分析 16
5.3系统程序流程图 16
5.4DS18B20程序流程图 17
5.5读温度子程序流程图 18
5.6显示模块软件设计 18
5.7报警控制模块设计 19
5.8多路数据巡回显示 19
第六章 proteus仿真与调试 21
6.1仿真软件介绍 21
6.2仿真图 21
结束语 23
致 谢 24
附录 26
第一章 绪论
1.1选题背景及现实意义
在我们的地球村，气候温度一直在变化。近代以来，工业发展对温度的需求越来越大。温度的重要性可以反映在电气、钢铁、冶金、建筑等各个领域。对于农业来说也是很重要的。蔬菜、水果和谷物的温度很高。只有在舒适的温度控制下，这些作物才能更好地生产，提高生产效率。但现实情况并非如此，我国各地区气候大，部分地区气候恶劣，许多农产品无法种植，我国土地利用效率大大降低。因此，为了解决这个问题，特别重要的是采用温室，那么温室是什么呢？
温室又称暖房，具有良好的透光性和保温性。他可以在任何季节培养和繁殖农作物。它能提供生理发育期，提高产量。用于植物栽培或苗木培育，如温暖的蔬菜、花卉、树木等。温室有多种类型，具体来说有玻璃的和单户的还有单棚的等等。大棚温室应该同时具有保温和通风的功能。在现代温室中，控制诸如温度、湿度和光的条件的装置被用来通过计算机自动控制为植物创造最佳的环境条件。
有了温室大棚，那么就可以降低自然环境对农产品的影响，那么怎么对温室大棚进行温度监控呢，以前的人们大多数都是采用温度计对温室大棚进行监控，如果发现大大超过预期的温度就进行降温，如果温度大大低于预期的话就要对大棚进行升温，从而达到控制温度的目的。但是这样是缺点是太浪费人工成本，大大降低了效率，而且我国的经济不断地发展。
随着国家越来越强大，经济和科技的实力得到了很大的提升，单片机在温室中的应用也越来越来。单片机它很简单，容易上手，外围电路简单，硬件设计简单，IO口操作简单，无方向寄存器，资源丰富，信息容易查找，数据查找方便程。非常简单，许多优点，使用单片机和温度传感器来测量温室的温度点是一个更好的选择
现在，因为单片机的发展迅速，很好的利用数字温度传感器代替了传统的模拟温度传感器，
1.2国内外的研究现状
国外温室技术的研究比国内早。70年代以来，信息采集已由模拟仪器实现，但是在90年代末期，分布式的控制系统慢慢有了起色。目前，许多强大的国家都会对温室的环境的各个因素作一些实事调整。在国外先进的大型温室中，环境因素包括自动控制，自动控制基本上是通过传感、调节和测试完成的，然后通过计算机进行综合管理，环境因素的管理范围非常广泛。从温室环境条件到室外气候，它们都可以使用计算机。对很多接受过来的数据进行采集和准确的分析，从而达到综合管理的目的。
从七十年代末期开始，我国的在这方面的技术进展十分迅猛，在八十年代中，我国引进了很多温室的设备，并且学习一些国外的技术和经验，在温室的温度还有湿度等领域得到了迅猛的进步，但是在温室的综合控制方面还有待提高，所以，我国虽然引进了很多国外的设备，但是在成本和适用性上并不是很理想，导致经济效益不是很高。八十年代开始，我国的科技人员加强了对温湿度还有二氧化碳等单项因素的研究。
就目前来讲中国的温室控制系统及控制技术、温室设备在计算机一般应用处于吸收阶段，从最基础的应用到更实用，更全面的应用来过渡。然而，在许多情况下，并不存在很多伟大的理想。很多情况下控制算法是立足于最为普遍使用的直接的数字控制方法。在程序中各个因素的阈值都已经预设好了。当测量的环境的数值超越了阈值的时候，环境控制系统的装置就立马工作了。但是此类方案还远远达不到对农作物的环境进行实时的监控。与美国，日本，荷兰等国家相比，在很多方面还存在差距悬殊，中国需要在这方面做更多的深入研究。
1.3课题的提出
为了反映温室的综合控制，其环境控制将是最关键的部分。温室环境控制技术的广泛使用立足于智能的工业化和农业生产的最方便的途径之一。然而难以实现的是对全部的室内里面环境的因素进行很好的把控。通常，在建筑物的环境控制方面很难被阳光给干扰到，所以导致温室也很难被干扰到。因此最关键的是室外的环境的作用。大部分的环境控制通常表现为在温度还有湿度的方面，但是阳光、还有对农作物的保护措施以及co2的浓度以及水的温度也有很大的关系。
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