单片机的蔬菜大棚智能监控系统的设计(附件)
温湿度,CO2对大棚蔬菜的生长有着重要影响，因此需要对这些环境因素进行智能化的检测与控制。通过对国内外蔬菜大棚智能控制系统的研究，本课题设计了一种基于单片机的智能蔬菜大棚控制系统。本系统主要通过传感器和单片机对温湿度和二氧化碳进行智能化测量与控制。它以51单片机为核心，采用DHT11和MH—Z14A CO2传感器进行数据检测。DHT11传感器和MH-Z14A传感器检测信号并传给单片机，信号经51单片机处理后，结果通过液晶显示屏显示出来，如果检测出的信号高于设定得初始信号或者低于设定的初始信号，则报警电路自动报警并启动控制手段。关键词 蔬菜大棚，智能监控，单片机目 录
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2发展现状 1
2 系统设计方案 1
2.1 功能要求 1
2.2 方案选择 2
3 系统硬件设计 3
3.1 整体系统方案 3
3.2 单片机模块 3
3.3 DHT11传感器电路模块 6
3.4 MH-Z14A CO2传感器电路 7
3.5 液晶显示电路 9
3.6 蜂鸣器报警模块 11
3.7 键盘按键模块 11
3.8 LED显示电路 12
3.9 EEPROM 13
3.10 RS485 15
4 系统软件设计 15
4.1 概述 15
4.2 程序流程图设计 16
4.3 1602液晶程序设计 17
4.4 温湿度DHT11传感器程序设计 18
4.5 MH-Z14A 程序 19
4.6报警程序 20
5 系统调试 21
5.1 软件仿真调试 21
5.2 实物调试 25
结论 .....................................................................................................................................30
致 谢 3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
1
5.1 软件仿真调试 21
5.2 实物调试 25
结论 .....................................................................................................................................30
致 谢 31
参考文献 32
附录一 元件清单 33
附录二 原理图 34
附录三 PCB图 35
附录四 C语言程序 36
1 绪论
1.1 概述
温湿度，CO2是蔬菜植物生长的关键因素。保证温度，湿度和二氧化碳的快速准确测量对提高蔬菜产量和品质有重要影响。随着时代的发展进步，温度，湿度和CO2不仅仅表现在植物生长，还表现在科研、军事建设等方面的影响。
本方案以51单片机为核心控制芯片，温湿度信号和二氧化碳浓度信号分别经DHT11和MH-Z14A传感器检测后送到51单片机，单片机读取到信号数据后立即处理数据，并将结果通过1602显示屏展示出来。温度、湿度、二氧化碳的上下限能通过按键进行设置，一旦检测出的信号数据结果高于最大值或低于最小值，报警电路工作启动蜂鸣器，对应的报警灯点亮并启动相对应得控制开关[11]。
1.2发展现状
智能温湿度传感器和二氧化碳传感器是微电子技术，计算机技术同自动检测技术相结合的技术结晶[2]。开发出智能化的检测与控制装置一直是国内外努力实现的目标。在目前虽然开发出了一系列的智能检测传感器，但效果在实际应用用仍然达不到理想要求。该技术经过多年的发展在技术突破方面取得了重大进步。正从单一的元件式向集成式，多功能式，更高的智能化方向前进。
2 系统设计方案
2.1 功能要求
(1）能测出温度，湿度，二氧化碳的数据值。
(2）通过显示屏显示检测结果。
(3）可设定温湿度和CO2浓度的上下限报警范围，能完成报警值的断电保存。
(4）当检测的数据超出设定范围内，蜂鸣器报警，并启动措施实施控制。
(5）具体是哪个变量数据超出设定范围能在检测界面通过相应的灯显示出来。
2.2 方案选择
2.2.1 传感器的选择
A：采用DHT11传感器和 MH-Z14A传感器。
（1）DHT11的一些参数：
测量温湿度范围：20—90%RH
测量温湿度误差：±5%RH，0—50℃
检测数据误差范围：±2℃
（2）MH-Z14A 一些参数：
测量范围：0-10000ppm
测量精度：50ppm
B：采用DS18B20温度传感器，HS1101湿度传感器和MH-Z14A传感器
（1）DS18B20的一些参数：
测量范围：-55℃～125℃，-10℃～85℃
误差为±0.5%
精度可达0.0625℃。
（2）HS1101的一些参数：
相对湿度范围在0%—100%RH
误差为±2%RH。
虽然B方案在精度上比A要高，但是由于本次设计是测量蔬菜大棚，对数据精度要求并不需要太高，且B方案成本远高于A，故选择A方案。
2.2.2 单片机的选择
A：采用数字信号处理器作为系统控制器[3]。数字信号处理器是通过数字信号来处理大量信息的器特殊微处理器[4]。虽然数字信号处理器具有受温度、环境等外部因素影响小，易集成，可用于低频率信号等优点。但数字信号处理器的硬件电路比较复杂，且价格昂贵[5]?。
B：采用51单片机作为系统控制器。计算功能强，自由度大，可通过编程实现各种逻辑功能，内部本身带有定时器和计数器，并且其功耗低，体积小，价格方面也便宜[15]。
基于以上分析，拟定B方案。选择有AT89C51，AT89S51，STC89C52三种单片机型号，AT89C51目前已停产被AT89S51代替不做考虑，STC89C52与AT89S51相比具有较大的存储空间，而且不需要一个专门的ISP下载线，可直接通过串口下载程序，所以选择STC89C52。
3 系统硬件设计
3.1 整体系统方案
3.1.1 系统概述
时钟电路和复位电路以及电源构成了51单片机的最小系统。主控模块是核心模块，其他子程序模块都是在基于主控模块的基础上展开以实现各种各样的功能
1 绪论 1
1.1 概述 1
1.2发展现状 1
2 系统设计方案 1
2.1 功能要求 1
2.2 方案选择 2
3 系统硬件设计 3
3.1 整体系统方案 3
3.2 单片机模块 3
3.3 DHT11传感器电路模块 6
3.4 MH-Z14A CO2传感器电路 7
3.5 液晶显示电路 9
3.6 蜂鸣器报警模块 11
3.7 键盘按键模块 11
3.8 LED显示电路 12
3.9 EEPROM 13
3.10 RS485 15
4 系统软件设计 15
4.1 概述 15
4.2 程序流程图设计 16
4.3 1602液晶程序设计 17
4.4 温湿度DHT11传感器程序设计 18
4.5 MH-Z14A 程序 19
4.6报警程序 20
5 系统调试 21
5.1 软件仿真调试 21
5.2 实物调试 25
结论 .....................................................................................................................................30
致 谢 3
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
1
5.1 软件仿真调试 21
5.2 实物调试 25
结论 .....................................................................................................................................30
致 谢 31
参考文献 32
附录一 元件清单 33
附录二 原理图 34
附录三 PCB图 35
附录四 C语言程序 36
1 绪论
1.1 概述
温湿度，CO2是蔬菜植物生长的关键因素。保证温度，湿度和二氧化碳的快速准确测量对提高蔬菜产量和品质有重要影响。随着时代的发展进步，温度，湿度和CO2不仅仅表现在植物生长，还表现在科研、军事建设等方面的影响。
本方案以51单片机为核心控制芯片，温湿度信号和二氧化碳浓度信号分别经DHT11和MH-Z14A传感器检测后送到51单片机，单片机读取到信号数据后立即处理数据，并将结果通过1602显示屏展示出来。温度、湿度、二氧化碳的上下限能通过按键进行设置，一旦检测出的信号数据结果高于最大值或低于最小值，报警电路工作启动蜂鸣器，对应的报警灯点亮并启动相对应得控制开关[11]。
1.2发展现状
智能温湿度传感器和二氧化碳传感器是微电子技术，计算机技术同自动检测技术相结合的技术结晶[2]。开发出智能化的检测与控制装置一直是国内外努力实现的目标。在目前虽然开发出了一系列的智能检测传感器，但效果在实际应用用仍然达不到理想要求。该技术经过多年的发展在技术突破方面取得了重大进步。正从单一的元件式向集成式，多功能式，更高的智能化方向前进。
2 系统设计方案
2.1 功能要求
(1）能测出温度，湿度，二氧化碳的数据值。
(2）通过显示屏显示检测结果。
(3）可设定温湿度和CO2浓度的上下限报警范围，能完成报警值的断电保存。
(4）当检测的数据超出设定范围内，蜂鸣器报警，并启动措施实施控制。
(5）具体是哪个变量数据超出设定范围能在检测界面通过相应的灯显示出来。
2.2 方案选择
2.2.1 传感器的选择
A：采用DHT11传感器和 MH-Z14A传感器。
（1）DHT11的一些参数：
测量温湿度范围：20—90%RH
测量温湿度误差：±5%RH，0—50℃
检测数据误差范围：±2℃
（2）MH-Z14A 一些参数：
测量范围：0-10000ppm
测量精度：50ppm
B：采用DS18B20温度传感器，HS1101湿度传感器和MH-Z14A传感器
（1）DS18B20的一些参数：
测量范围：-55℃～125℃，-10℃～85℃
误差为±0.5%
精度可达0.0625℃。
（2）HS1101的一些参数：
相对湿度范围在0%—100%RH
误差为±2%RH。
虽然B方案在精度上比A要高，但是由于本次设计是测量蔬菜大棚，对数据精度要求并不需要太高，且B方案成本远高于A，故选择A方案。
2.2.2 单片机的选择
A：采用数字信号处理器作为系统控制器[3]。数字信号处理器是通过数字信号来处理大量信息的器特殊微处理器[4]。虽然数字信号处理器具有受温度、环境等外部因素影响小，易集成，可用于低频率信号等优点。但数字信号处理器的硬件电路比较复杂，且价格昂贵[5]?。
B：采用51单片机作为系统控制器。计算功能强，自由度大，可通过编程实现各种逻辑功能，内部本身带有定时器和计数器，并且其功耗低，体积小，价格方面也便宜[15]。
基于以上分析，拟定B方案。选择有AT89C51，AT89S51，STC89C52三种单片机型号，AT89C51目前已停产被AT89S51代替不做考虑，STC89C52与AT89S51相比具有较大的存储空间，而且不需要一个专门的ISP下载线，可直接通过串口下载程序，所以选择STC89C52。
3 系统硬件设计
3.1 整体系统方案
3.1.1 系统概述
时钟电路和复位电路以及电源构成了51单片机的最小系统。主控模块是核心模块，其他子程序模块都是在基于主控模块的基础上展开以实现各种各样的功能
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