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1、 本科毕业论文（设计）论文题目：基于单片机的农业大棚温湿度监测系统设计： 学号： 班级： 年级： 专业： 学院： 指导教师： 完成时间： 作者声明本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。特此声明。 作者专业： 作者学号： 作者签名： 2017年3月26日 基于单片机的农业大棚温湿度监测系统设计XXXThe Design of Agricultural Greenho
2、use Temperature And Humidity Monitoring System Based on Single Chip MicrocomputerX, X X 2017年03月26日摘 要在大棚种植术里，温湿度是影响作物产量的关键因素，传统的温湿度测量采集方式具有精度不高，操作费时费力的问题，不能够动态监测，很容易造成由于环境因素突变而造成的减产甚至无产的惨痛损失。本设计以AT89S52单片机为控制核心，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显示屏上，能任意时刻观测到大棚部的实时环境参量；用户可自己设定温湿度上下限，当系统检测到的温湿度在安全阀值之外立
3、即通过报警电路报警。这样设计出来的系统具有实时性、精度高、稳定性、低能耗、低成本、操作简单等诸多优点，可广泛应用与大棚种植的环境之中。 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 ac
4、curacy is not high, laborious 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 humidit
5、y sensor SHT11 as data 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 th
6、rough the alarm circuit 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; Gree
7、nhouses; Temperature And Humidity; Sensor 目 录1 引 论11.1选题背景11.2国外研究现状11.3系统主要设计容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 23主要参考文献24附 录251 引 论1.1选题背景近期，我国温室的总种植面积位于世界前
8、列，产业的发展迅猛。但是，我国的温室自动控制技术远远跟不上温室数量的增长，农业生产还在使用大量的人力劳动，不仅劳累，而且因为无法对温室环境进行精确监测，不仅浪费了大量的资源，还使作物产量受到了影响，降低了收入。同现代化农业发达的国家相比，我国在这一方面还是有比较大的差距，特别在是对温室生产环境的各个因素的自动监测与控制方面。本课题目的在于研究一个基于单片机为主控芯片下的大棚温湿度自动监测系统，由于单片机及相关附加部件的经济性，使得其能广泛应用于广大农民之中，从而通过对大棚温湿度的科学量化实时监测调整对作物的环境从而提高农业产量，造福广大农民，其实用性使得这个研究很有必要。1.2国外研究现状 上
9、个世纪70年代开始，国外就利用当时发展的模拟技术对温室环境因子控制开展研究，告别了之前人工测量的落后时代，随着研究的深入和进步，分布式控制系统便进一步在此领域发展起来了。随着世界各国的温室自动控制技术的迅猛发展，如以色列、荷兰、日本美国等西方发达国家，都实现了根据所植入和采集到的温室生物的特点与要求，对温室所处的多方面因素进行自动控制，包括温度、湿度、光照强度、水分、气体浓度、肥料等各个方面。在荷兰，其玻璃温室已经可以通过计算机控制，实行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的各项作业中都逐步实现了无人化、全自动化。通过热电技术的使用，荷兰实现了精确控制成熟期的水果和蔬菜，鲜花
10、和其他植物的开花期，满足在各种节日的时间需求的人；在英国，伦敦大学农业学院研制出来的温室自动控制技术，可以对超过50公里的温室环境进行监控，包括温度和湿度，光照强度，气体浓度和水等环境因素。比国外大概晚十年，也就是在80年代之后，中国相关科研人员不断学习西方发达国家在温室控制领域取得的成果，并且积累总结出自身经验，化为适应中国本土的技术，在研究初始阶段，只能对单一环境因子实现自动控制，但在随后快速发展的微机技术、传感技术等高新技术的驱动下，自动控制的领域有了翻天覆地的变化，通过温室生产，可利用计算机对生物生长所需的部分或者全部的环境因素进行自动控制，使农业生产方式有了巨大的改变，生产信息化、工
11、厂化等已经成为了世界上农业广泛生产的新途径。1.3系统主要设计容1.3.1系统框图控制单元AT89S52复位电路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元器件的选择利用AT89S52单片机控制单元的设计，传感器采用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公司生产的C51系列单片机具有成本低廉、运行稳定、开发周期短、易操作使用等优点，但是每次写程序的时候都要进行拔插，不仅在调试的时候比较繁琐，而且对芯片也会造成一定的损害；而S系列的AT89S52单片机弥
12、补了这一缺陷，不仅支持在线ISP编程，免除繁琐的编程拔插，还比89C51 多了一倍的存，因此可以支持更大的程序，这样有利于该系统日后的功能拓展。在数据采集模块上面，为了使得整体电路更加精简，减少繁杂的外围电路，A/D转换电路，使用集成式的数字式温湿度传感器SHT11。同样的道理，1602液晶显示器可以显示双行字符，满足了设计的显示要求。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，其核心任务是对棚环境进行自动测量。该系统上电初始化后，通过SHT11感应并检测大棚的温湿度值，传送给AT89S52核心处理单元，此时处理器调出部设定好的温湿度上下限，据此对比判断对应数据是否异常，然后
13、做出报警与否的反馈；确定是否异常超过预设的时间，如果超过预定时间，异常信号从报警电路输出；然后继续确定异常处理，如果解决了，然后就会解除报警。这样一来，通过单片机的核心处理控制功能来采集实时环境信息，让用户可以实时高效地获取大棚部的环境状态，从而能够及时实施管理。2.2 单片机模块单片机作为一种微型计算机，广泛应用在工业自动化、自动控制、智能仪器仪表等领域，具有体积小、成本低的特性，功能齐全，简单方便，发展迅速，嵌入容易。本设计采用AT89S52单片机，单片机是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，有8K的系统可编程闪存。它兼容MCS-51系列的引脚，适用于所有标准80C51指令集。从而使该
14、器件进行编程，因此它能够在进行程序烧录是不进行多次拔插，可避免不必要的繁琐程序以及对装置的损耗甚至损坏。2.2.1 AT89S52 主要功能概述AT89s52提供以下标准功能：8K字节的Flash闪速存储器，256字节部RAM，拥有32个I/O口线、3个16位定时器/计数器、一个6向量两级中断结构、1个全双工串行通信口以及片振荡器及时钟电路。与此同时，AT89S52可将至0 Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的结点工作模式。空闲方式停止CPU工作，但允许RAM和定时器/计数器、串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式下会保存RAM中的容，但是振荡器停止工作并且禁止其它所有部件工作，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引脚功能VCC: 电源引脚GND: 逻辑地P0口：8位的地址和总线复用I/O口。 P1口：I/O端口，8位，具有部上拉电阻。P2口：P2口是一个带有部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口：端口P3是具有部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口依然和AT89C51一样提供了它的第二功能。RST：复位输入端口，复位方式是当其工作是在RST引脚接入
