基于单片机的农业大棚温湿度监测系统标准设计.docx
《基于单片机的农业大棚温湿度监测系统标准设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的农业大棚温湿度监测系统标准设计.docx(40页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 本科毕业论文(设计)论文题目:基于单片机农业大棚温湿度监测系统设计姓名: 学号: 班级: 年级: 专业: 学院: 指导老师: 完成时间: 作者申明本毕业论文(设计)是在导师指导下由本人独立撰写完成,没有剽窃、剽窃、造假等违反道德、学术规范和其它侵权行为。对本论文(设计)研究做出关键贡献个人和集体,均已在文中以明确方法标明。因本毕业论文(设计)引发法律结果完全由本人负担。毕业论文(设计)结果归武昌工学院全部。特此申明。 作者专业: 作者学号: 作者署名: 3月26日 基于单片机农业大棚温湿度监测系统设计XXXThe Design of Agricultural Greenhouse Tempe
2、rature And Humidity Monitoring System Based on Single Chip MicrocomputerX, X X 03月26日摘 要在大棚种植术里,温湿度是影响作物产量关键原因,传统温湿度测量采集方法含有精度不高,操作费时费力问题,不能够动态监测,很轻易造成因为环境原因突变而造成减产甚至无产惨痛损失。本设计以AT89S52单片机为控制关键,用SHT11数字式温湿度传感器作为数据采集,并把数据显示在LCD显示器上,能任意时刻观察到大棚内部实时环境参量;用户可自己设定温湿度上下限,当系统检测到温湿度在安全阀值之外立即经过报警电路报警。这么设计出来系统含有
3、实时性、精度高、稳定性、低能耗、低成本、操作简单等很多优点,可广泛应用和大棚种植环境之中。 关键词:AT89C52单片机;SHT11;大棚;温湿度;传感器AbstractTemperature and humidity in the greenhouse planting technique, is the key factor that influence the yield of crops, traditional way of temperature and humidity measurement collection has the accuracy is not high, la
4、borious operation problem, dynamic monitoring, will not be able to easily caused by environmental factors mutations caused by production and even dangerous painful losses.This design by AT89S52 single chip microcomputer as the control core, using digital temperature and humidity sensor SHT11 as data
5、 acquisition, and data display on the LCD screen, can be observed at any time inside the greenhouse environment parameters in real time; Users can set temperature and humidity on the lower limit, when the system detects the temperature and humidity in the relief valve values through the alarm circui
6、t alarm immediately. This designed system with real-time, high precision, stability, low energy consumption, low cost, simple operation, and many other advantages, can be widely used and greenhouse cultivation environment.Keywords: AT89C52 Single Chip Microcomputer; SHT11; Greenhouses; Temperature A
7、nd Humidity; Sensor 目 录1 引 论11.1选题背景11.2中国外研究现实状况11.3系统关键设计内容22 系统硬件设计32.1系统性能概述32.2 单片机模块32.3 单片机最小系统52.4 传感器模块62.5显示模块82.6按键电路122.7 报警电路133 系统软件设计153.1 系统主程序设计方法153.2 LCD1602显示子程序153.3 DHT11温湿度采集子程序164 系统测试184.1 软件测试184.2 硬件测试18结 语22致 谢23关键参考文件24附 录251 引 论1.1选题背景近期,中国温室总种植面积在世界前列,产业发展迅猛。不过,中国温室自动控
8、制技术远远跟不上温室数量增加,农业生产还在使用大量人力劳动,不仅劳累,而且因为无法对温室环境进行正确监测,不仅浪费了大量资源,还使作物产量受到了影响,降低了收入。同现代化农业发达国家相比,中国在这首先还是有比较大差距,尤其在是对温室生产环境各个原因自动监测和控制方面。本课题目标在于研究一个基于单片机为主控芯片下大棚温湿度自动监测系统,因为单片机及相关附加部件经济性,使得其能广泛应用于广大农民之中,从而经过对大棚温湿度科学量化实时监测调整对作物环境从而提升农业产量,造福广大农民,其实用性使得这个研究很有必需。1.2中国外研究现实状况 上个世纪70年代开始,国外就利用当初发展模拟技术对温室环境因子
9、控制开展研究,离别了之前人工测量落后时代,伴随研究深入和进步,分布式控制系统便深入在此领域发展起来了。伴随世界各国温室自动控制技术迅猛发展,如以色列、荷兰、日本美国等西方发达国家,全部实现了依据所植入和采集到温室生物特点和要求,对温室所处多方面原因进行自动控制,包含温度、湿度、光照强度、水分、气体浓度、肥料等各个方面。在荷兰,其玻璃温室已经能够经过计算机控制,实施全自动无人化控制生产;在日本,其温室自动控制在温室生产各项作业中全部逐步实现了无人化、全自动化。经过热电技术使用,荷兰实现了正确控制成熟期水果和蔬菜,鲜花和其它植物开花期,满足在多种节日时间需求人;在英国,伦敦大学农业学院研制出来温室
10、自动控制技术,能够对超出50公里温室内环境进行监控,包含温度和湿度,光照强度,气体浓度和水等环境原因。比国外大约晚十年,也就是在80年代以后,中国相关科研人员不停学习西方发达国家在温室控制领域取得结果,而且积累总结出本身经验,内化为适应中国本土技术,在研究初始阶段,只能对单一环境因子实现自动控制,但在随即快速发展微机技术、传感技术等高新技术驱动下,自动控制领域有了翻天覆地改变,经过温室生产,可利用计算机对生物生长所需部分或全部环境原因进行自动控制,使农业生产方法有了巨大改变,生产信息化、工厂化等已经成为了世界上农业广泛生产新路径。1.3系统关键设计内容1.3.1系统框图控制单元AT89S52复
11、位电路1602显示电路温湿度传感器报警电路键盘输入电源电路图1.1 系统框图1.3.2元器件选择利用AT89S52单片机控制单元设计,传感器采取SHT11数字温湿度传感器,1602A双液晶显示器实时显示温度和湿度,蜂鸣器报警电路,并用三极管驱动,LED报警信息电路。在单片机中,ATMEL企业生产C51系列单片机含有成本低廉、运行稳定、开发周期短、易操作使用等优点,不过每次写程序时候全部要进行拔插,不仅在调试时候比较繁琐,而且对芯片也会造成一定损害;而S系列AT89S52单片机填补了这一缺点,不仅支持在线ISP编程,免去繁琐编程拔插,还比89C51 多了一倍内存,所以能够支持更大程序,这么有利于
12、该系统以后功效拓展。在数据采集模块上面,为了使得整体电路愈加精简,降低繁杂外围电路,A/D转换电路,使用集成式数字式温湿度传感器SHT11。一样道理,1602液晶显示器能够显示双行字符,满足了设计显示要求。2 系统硬件设计2.1系统性能概述作为一个大棚温湿度监测系统,其关键任务是对棚内环境进行自动测量。该系统上电初始化后,经过SHT11感应并检测大棚内温湿度值,传送给AT89S52关键处理单元,此时处理器调出内部设定好温湿度上下限,据此对比判定对应数据是否异常,然后做出报警是否反馈;确定是否异常超出预设时间,假如超出预定时间,异常信号从报警电路输出;然后继续确定异常处理,假如处理了,然后就会解
13、除报警。这么一来,经过单片机关键处理控制功效来采集实时环境信息,让用户能够实时高效地获取大棚内部环境状态,从而能够立即实施管理。2.2 单片机模块单片机作为一个微型计算机,广泛应用在工业自动化、自动控制、智能仪器仪表等领域,含有体积小、成本低特征,功效齐全,简单方便,发展快速,嵌入轻易。本设计采取AT89S52单片机,单片机是一个低功耗,高性能CMOS8位微控制器,有8K系统内可编程闪存。它兼容MCS-51系列引脚,适适用于全部标准80C51指令集。从而使该器件进行编程,所以它能够在进行程序烧录是不进行数次拔插,可避免无须要繁琐程序和对装置损耗甚至损坏。2.2.1 AT89S52 关键功效概述
14、AT89s52提供以下标准功效:8K字节Flash闪速存放器,256字节内部RAM,拥有32个I/O口线、3个16位定时器/计数器、一个6向量两级中止结构、1个全双工串行通信口和片内振荡器立即钟电路。和此同时,AT89S52可将至0 Hz静态逻辑操作,并支持两种软件可选结点工作模式。空闲方法停止CPU工作,但许可RAM和定时器/计数器、串行通信口及中止系统继续工作。掉电方法下会保留RAM中内容,不过振荡器停止工作而且严禁其它全部部件工作,直到下一个硬件复位。2.2.2 AT89S52 封装结构图2.1 AT89S52 PDIP封装结构2.2.3 AT89S52引脚功效VCC: 电源引脚GND:
15、 逻辑地P0口:8位地址和总线复用I/O口。 P1口:I/O端口,8位,含有内部上拉电阻。P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻8位双向I/O口。P3口:端口P3是含有内部上拉电阻8位双向I/O口。P3口仍然和AT89C51一样提供了它第二功效。RST:复位输入端口,复位方法是当其工作是在RST引脚接入连续时间长达两个机器周期以上高电平。ALE/:地址锁存许可。:片外程序存放器读选通信号。/VPP:外部访问许可端口。第二功效,即VPP功效,在对片内Flash进行编程时候,要在这个引脚上接入12V 编程电压。XTAL1:片内振荡器反相放大器和内部时钟发生器输入端。XTAL2:片内振荡器反相放大器输
16、出端。2.3 单片机最小系统单片机最小系统就是单片机能够运行程序,正常工作最简单电路系统,是确保单片机正常开启和开始工作必需电路,组成这部分东西缺一不可,单片机最小系统应该有单片机、晶振电路、复位电路。2.3.1 单片机在上节已经作了叙述。2.3.2 晶振电路在Proteus仿真环境里图2.2 。图2.2 单片机振荡电路系统在实施程序时候需要一个稳定时钟信号,一切指令全部需要这么时钟信号才能够有条不紊地实施。单片机系统所需时钟信号由晶振提供,而且其运行速度和频率高低息息相关,展现出正比规律,单片机产生频率越高其运行速度就越快,反之则越慢。在通常环境下,晶体振荡器频率五十绝对精度能够达成百万,足
17、够通常使用,优异水晶会更正确。STC89S52采取11.0592MHz晶振作为振动源,单片机内部含振荡器电路,所以震荡电路连接跟8051单片机一样,所连接电容容量为22pF即可。2.3.4复位电路如同计算机,单片机在实施程序时候可能会碰到多种多样意外情况而使系统瘫痪或软件跑飞,所以就需要一个复位机制。就好比计算机重启部分,单片机复位电路使得其含有恢复正常运作功效,当按下复位按键时候,内部程序会重新从头开始实施。图2.3 复位电路单片机复位电路由两种方法,分别是上电自动复位和按键复位,本设计采取是上电自动复位电路,实现原理图2.3。2.4 传感器模块2.4.1 SHT11介绍现在在电容式温湿度传
18、感器发展中,以盛世瑞恩企业制造SHTXX系列产品占关键份额,即集成单片智能数字化温湿度传感器。这种产品在工业CMOS过程中采取了微加工技术,从而使其有长久稳定性和比较高可靠性。它外观和引脚图2.4所表示。图2.4 SHT11外观和引脚这个温度和湿度传感器由一个湿度传感器探头式温度测量元件和电容器体,还包含了A/D转换器,这么一来就能够免去复杂外围电路而使该装置直接输出数字信号。对于传感器系数校准方面,它会在对外界检测到对应信号时候自动调用存放在OTP内存里校准系数程序。其湿度测量范围为0%100%RH,测量精度为0.1%RH;温度测量范围为-40 123.8 ,测量精度为0.01。2.4.2
19、SHT11端口介绍VDD :电源引脚。SHT11额定电压为5V。通常在3.3V就能够正常工作,上电后电源引脚能够接上一个100nF 电容。SHT11串行接口优化传感器读出和有效电力消耗。传感器能够连接到一个I2C总线,不干扰其它设备连接到总线,控制器必需在协议之间进行切换。GND:地。SCK:串行时钟输入。DATA:串行数据引脚。这个传感器三态串行数据引脚用来收发数据。传感器发送命令到串行数据时钟(SCK)有效前沿,而且必需保持稳定在较高水平时,SCK,SCK边缘数据值可能倒台后发生改变。为了保持安全通讯数据有效,应该延长在TSU上升和THO下降沿SCK后,分别见图2.5。图2.5 SHT11
20、收发数据时序用于读取数据传感器、数据SCK已经是低电平,后是有效电平SCK仍然有效,直到下一个下降沿到来。为了避免信号争用单片机必需唯一用低电平驱动数据位,所以通常在该引脚外部接上10k大小上拉电阻。2.4.3 SHT11经典应用电路图2.6 SHT11经典应用电路2.5显示模块2.5.1 LCD1602概述本系统选择字符型显示器是一个用 5*7 点阵图形显示字符显示器,依据能够显示字数多少能够分为 2 行 20 字、2 行 16 字、1 行 16 字等。通常我们所用是 2 行 16 字,也就是本系统采取 LCD1602 模块。 液晶显示器含有体积小,功耗低,微薄而轻,使用方便,显示内容丰富等
21、优点,已应用于很多低功率器件。这个装置引用使得这些电子设备人机界面变越来越形象和直观。图 2.7 是该模块实物图。图2.7 LCD1602实物图2.5.2 LCD1602特征该类型液晶显示模块内部有字符发生器CGROM,也就是字符库。能够显示192个5*7点阵字符。图2.8。所以,每个字母和数字全部有唯一一个代码至,而且恰好和ASCII码中字母和数字相同。所以在显示字母和数字时候,向LCD1602送入对应ASCII码就行了。图2.8 LCD1602ROM字符库内容2.5.3 LCD1602引脚说明字符型 LCD 通常有 14 条引脚(无背光)线或 16 条引脚线(带背光)两种接口形式,其中 1
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 农业 大棚 温湿度 监测 系统 标准 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。