温室多参数环境的智能化监测研究(附件)【字数：12308】
摘 要智能温室作为新型的农作物培育技术，已实现了传统农作物培育不受地区、自然环境、天气等诸多条件的限制,对农业种植与生产具有很大的意义。智能温室的环境控制系统是实现农作物生产自动化、高效化最重要、最关键的部分。作为监测系统能够有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳等植物所需的生长因素。避免外界季节变化和恶劣天气对其影响，使智能温室为农作物的生长提供一个良好的环境。所以,开发一个高性能多参数环境监测系统,不仅可以同时测量温室环境中的温度、湿度和光照等环境参数,还可以实现远程监控的目的。不但实现了现代智能温室的需求而且在环境保护、仓库管理、特殊物品的运输以及工业生产中也被广泛的应用。本设计主要以STC89C52单片机为主控芯片，结合使用NTC热敏电阻、湿敏电容和光敏二极管等传感器。综合应用了现代传感器、电路等相关知识，可以采集、处理和显示温室内的空气温度、空气湿度和光照度等参数。通过上述设计，可以实时地、连续地监测、直观地显示并进行自动控制植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照强度和二氧化碳浓度等因素。避免了传统人工无法实时连续测量的缺点，节省了工作时间，避免了人为疏漏或错误所造成的不必要的损失。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2智能温室的发展现状和趋势 1
1.2.1国外智能温室的发展现状 1
1.2.2国内智能温室的发展现状 2
1.2.3智能温室的发展趋势 3
1.3课题意义及主要工作 3
1.3.1课题主要意义 3
1.3.2主要工作 3
第二章 多参数环境监测系统的总体设计 5
2.1监测系统的总体结构与特点 5
2.2 数据采集单元硬件电路的设计 6
2.2.1控制芯片的介绍与选择 6
2.2.2单片机的最小系统设计 7
2.2.3时钟电路 7
2.2.4复位电路 8
2.2.5最小系统电路 9
2.3 AD芯片选择 9
2.3.1 A/D转化芯片PCF8591 10
2.3.2 PCF8591工作原理 10
2.3.3 PCF8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
591工作电路 11
2.4液晶显示器 11
2.4.1 LCD12864简介 11
2.4.2 LCD12864的工作电路 12
第三章 前端数据采集电路的设计 12
3.1空气温度和湿度采集电路的设计 12
3.1.1测温元件的种类与选择 12
3.1.2热敏电阻的温度特性分析 13
3.1.3湿敏元件的种类与选择 15
3.1.4温湿度传感器DHT11 15
3.1.5温度和湿度采集的主要流程 16
3.2光照采集电路的研究与设计 17
3.2.1光电器件的种类 17
3.2.2光电器件的性能比较与选择 18
3.2.3光照度采集电路的组成与原理 18
3.2.4光照度采集电路的设计 19
3.3温室各参数智能控制 20
第四章 采集电路的软件设计 21
4.1温湿度测量部分程序 21
4.1.1温湿度传感器协议分析 21
4.1.2 DHT11传感器主要程序 21
4.2 光敏二极管的光照度A/D转换程序 23
第五章 系统测试 24
5.1系统调试 24
5.2实物图 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着社会经济的发展科学技术的进步，越来越多的人开始研究农业应用技术。尤其是温室的多参数环境的智能化监测系统，已经变成现代高效农业主要的一个组成部分。利用温室可以对蔬菜和花卉等植物提供一个合适的生长环境。人们通过调节温室中的温度、湿度、光照及二氧化碳等环境因子来调节温室中植物生长周期的提前或延迟，以此得到植物反季节生长的作用，为人类带来一定的财富。在农业种植问题中，植物的生长、发育以及植物的光合作用都与温室环境密不可分。人们通过调节控制技术，对温室植物生长进行自动化和科学化管理。通过对数据的检测和对比来分析植物的生长规律，使植物达到优质、高产高效的栽培目的。
运用各种手段来改善在恶劣环境条件下，缔造适合农作物生长发育的环境条件的过程，称为“环境控制”。如今智能温室生产的主要的一个特征，就是依据外界气候环境和作物生长发育情况，通过环境控制设备有效的控制温室内的环境条件，采取连续生产和管理的方式，均衡、高效地生产各类蔬菜、花卉、水果、药材等。它不会受当地恶劣环境的影响，即使在冻土地区或干旱地区等地方。它能够通过合理开发农业资源，来有效地改善农业生态环境和生产所需条件，以此提高土地的产出率、劳动的生产率和社会、经济财富。因此，在世界范围内得到了广泛的应用。然而，温室环境控制的难度是所有室内环境控制中最大的。大部分建筑物的环境控制基本上不会受到阳光的影响，智能温室则不会出现这种状况，室外环境的变化对温室环境控制有着很大的影响。一般的环境控制多只针对空气温度和空气湿度等，而温室环境控制则还需兼顾光照强度、光质、CO2浓度、水温、空气湿度、空气温度、光照时间、酸碱度等。并且温室环境控制的目标种类复杂，不仅在不同的品种和种类中的需求不一样，即使是一样的品种，在各个生长阶段的需求也不一样。即使受资金、人力、生产资料等环境条件的限制或市场和季节变化的影响，温室环境控制系统也一定要保持高效率的工作状态。这一切的前提是有一个好的温室计算机温室环境控制系统。
1.2 智能温室的发展现状和趋势
1.2.1 国外智能温室的发展现状
温室可以为植物提供它所需的适宜生长环境。它通过使用采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，在冬季或其它不利条件下栽培植物。温室生产主要为了促进植物生长发育，防止病虫害和提高产量、质量。
目前世界发达国家如荷兰、美国、以色列等集中发展集约化的温室产业，在温室内可以对温度、光照、水、气、肥等诸多环境因素进行计算机自动调节和控制，从温室植物的品种选择、种植培养到采集收纳和包装形成了一系列的科学化技术体系。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题背景 1
1.2智能温室的发展现状和趋势 1
1.2.1国外智能温室的发展现状 1
1.2.2国内智能温室的发展现状 2
1.2.3智能温室的发展趋势 3
1.3课题意义及主要工作 3
1.3.1课题主要意义 3
1.3.2主要工作 3
第二章 多参数环境监测系统的总体设计 5
2.1监测系统的总体结构与特点 5
2.2 数据采集单元硬件电路的设计 6
2.2.1控制芯片的介绍与选择 6
2.2.2单片机的最小系统设计 7
2.2.3时钟电路 7
2.2.4复位电路 8
2.2.5最小系统电路 9
2.3 AD芯片选择 9
2.3.1 A/D转化芯片PCF8591 10
2.3.2 PCF8591工作原理 10
2.3.3 PCF8 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
591工作电路 11
2.4液晶显示器 11
2.4.1 LCD12864简介 11
2.4.2 LCD12864的工作电路 12
第三章 前端数据采集电路的设计 12
3.1空气温度和湿度采集电路的设计 12
3.1.1测温元件的种类与选择 12
3.1.2热敏电阻的温度特性分析 13
3.1.3湿敏元件的种类与选择 15
3.1.4温湿度传感器DHT11 15
3.1.5温度和湿度采集的主要流程 16
3.2光照采集电路的研究与设计 17
3.2.1光电器件的种类 17
3.2.2光电器件的性能比较与选择 18
3.2.3光照度采集电路的组成与原理 18
3.2.4光照度采集电路的设计 19
3.3温室各参数智能控制 20
第四章 采集电路的软件设计 21
4.1温湿度测量部分程序 21
4.1.1温湿度传感器协议分析 21
4.1.2 DHT11传感器主要程序 21
4.2 光敏二极管的光照度A/D转换程序 23
第五章 系统测试 24
5.1系统调试 24
5.2实物图 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着社会经济的发展科学技术的进步，越来越多的人开始研究农业应用技术。尤其是温室的多参数环境的智能化监测系统，已经变成现代高效农业主要的一个组成部分。利用温室可以对蔬菜和花卉等植物提供一个合适的生长环境。人们通过调节温室中的温度、湿度、光照及二氧化碳等环境因子来调节温室中植物生长周期的提前或延迟，以此得到植物反季节生长的作用，为人类带来一定的财富。在农业种植问题中，植物的生长、发育以及植物的光合作用都与温室环境密不可分。人们通过调节控制技术，对温室植物生长进行自动化和科学化管理。通过对数据的检测和对比来分析植物的生长规律，使植物达到优质、高产高效的栽培目的。
运用各种手段来改善在恶劣环境条件下，缔造适合农作物生长发育的环境条件的过程，称为“环境控制”。如今智能温室生产的主要的一个特征，就是依据外界气候环境和作物生长发育情况，通过环境控制设备有效的控制温室内的环境条件，采取连续生产和管理的方式，均衡、高效地生产各类蔬菜、花卉、水果、药材等。它不会受当地恶劣环境的影响，即使在冻土地区或干旱地区等地方。它能够通过合理开发农业资源，来有效地改善农业生态环境和生产所需条件，以此提高土地的产出率、劳动的生产率和社会、经济财富。因此，在世界范围内得到了广泛的应用。然而，温室环境控制的难度是所有室内环境控制中最大的。大部分建筑物的环境控制基本上不会受到阳光的影响，智能温室则不会出现这种状况，室外环境的变化对温室环境控制有着很大的影响。一般的环境控制多只针对空气温度和空气湿度等，而温室环境控制则还需兼顾光照强度、光质、CO2浓度、水温、空气湿度、空气温度、光照时间、酸碱度等。并且温室环境控制的目标种类复杂，不仅在不同的品种和种类中的需求不一样，即使是一样的品种，在各个生长阶段的需求也不一样。即使受资金、人力、生产资料等环境条件的限制或市场和季节变化的影响，温室环境控制系统也一定要保持高效率的工作状态。这一切的前提是有一个好的温室计算机温室环境控制系统。
1.2 智能温室的发展现状和趋势
1.2.1 国外智能温室的发展现状
温室可以为植物提供它所需的适宜生长环境。它通过使用采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，在冬季或其它不利条件下栽培植物。温室生产主要为了促进植物生长发育，防止病虫害和提高产量、质量。
目前世界发达国家如荷兰、美国、以色列等集中发展集约化的温室产业，在温室内可以对温度、光照、水、气、肥等诸多环境因素进行计算机自动调节和控制，从温室植物的品种选择、种植培养到采集收纳和包装形成了一系列的科学化技术体系。
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