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1、摘 要随着计算机应用技术的发展，用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用，它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害，而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育，从而可以促进作物健康生长，抑制微生物的危害，提高产量，增加经济效益。 本设计由 AT89S52单片机，温度检测电路，湿度检测电路，土壤检测电路，控制系统，报警电路，采用LCD12864 作为显示电路组成；温度检测和湿度检测采用 DHT90 温湿度传感器采集信息，将其采集到的数字信号传入 AT89S52 单片机，单
2、片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路，当棚内温度在设定范围内时，单片机不对风扇或电炉发出动作，实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测、监控，并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理，使大棚环境得到了良好的控制。该设计还具有对温度和湿度的显示功能，对大棚内环境温度和湿度的预设功能。关键词： 温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统AbstractWith the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, inclu
3、ding the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature an
4、d humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alar
5、m circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming AT89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric dr
6、ive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time p
7、rocessing, so a good greenhouse environment control.The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default.Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.第一章 绪 论我国南方温度严热而漫长，大力推广大棚蔬菜的种植来满足人们日常生活对蔬菜的需要。随着人们生
8、活水平的日益增长，对蔬菜的要求也较高，对大棚蔬菜的温度控制就是一个重要因素。温度过高，蔬菜就会停止生长或者糜烂。1.1 课题研究的背景塑料大棚即日光温室可以养花、种菜，即使是在寒冷的冬天，人们也可以吃到很多新鲜的蔬菜,植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长，提高其产量和质量。现在大多数农民还是沿用人工值守的方法来看管大棚，浪费了大量的人力和物力，而且大棚的温湿度控制并不理想，往往因为温湿度控制不当造成
9、作物的减产，从而给菜农带来了极大的损失，为此，在这里设计了一种大棚温湿度测控系统。随着经济的发展，人们生活水平的提高，对日光温室的要求越来越高，温室控制系统的应用也越来越广，需要监控的对象亦趋于多样化，所以必须使用具有统一规范、可靠性高、组建灵活、扩展性好、维护简便、性价比高的方式来组建系统。因此，作为日光温室的一个重要组成部分温度湿度测控装置的研制具有极其重要的意义。在日光温室中，由于温度过高、过低或环境湿度过大等都会影响农作物正常生长，该测控装置能够有效地将温度控制在作物所需温度范围之内，也可以很好的改善大棚湿度，为农作物的生长提供一个良好的环境，并可以针对我国南方、北方的温度、湿度差异进
10、行适当的调整。因此设计这样一种大棚温湿度测控系统对农业生产具有重要的意义。本系统采用现代化的科学管理方式，采用微机监控系统，微机监控系统是针对大棚现代化技术管理的新近研制成功的设备，它具有测温、测湿、控温、控湿、报警条件判定等多项功能。系统由 AT89S52 单片机，温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，报警电路，采用 LCD2864 作为显示电路等构成，从而更好的控制温湿度，满足作物生长的最佳条件，并能大大缩短农作物的成熟期，提高效率。1.2 课题研究的意义随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温度控制成为一个难题。目前应用于温室大棚的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路
11、模拟开关、A/D 转换器及单片机等组成的传输系统。这种温度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸繁杂，成本也高。同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。1.3 研究的主要内容本设计主要针对温室大棚内温度、湿度，研制了单片机控制的温室大棚自动控制系统,综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求三个方面因素之后，最终确定以单片机为控制核心，选用性价比较高的温湿度传感器（可以选取分立式的温度传感器和湿度传感
12、器，也可以选用集成的温湿度传感器） ，实现了对温湿度的精确测量与准确控制。当单片机检测到温湿度有任何一个参数越限时，则会进行报警。提示工作人员温湿度过限。本文完成了系统的软硬件设计。在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。该温室大棚温湿度控制系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，不仅可以应用在农业大棚，也可以用在仓库的温湿度检测，恒温湿的机械加工厂、室内环境监测等方面。应用范围广，所以具有一定的推广应用价值。第二章 系统设计的整体思路本次需要设计一个大棚温湿度测控系统，这里选用单片机为执行器（核心器件） ，通过温度检测电路，湿度检测电路，控制系统，
13、报警电路，显示电路等做成这样一个系统。2.1 方案论证方案一：其系统功能图如图 1 所示。选用 AT89S51 单片机做主控芯片，温度传感器选择 DB18S20，湿度传感器选择 HIH-3610，通过集成温度传感器以及湿度传感器，把检测到的温度传输到单片机，进行处理。看是否超过了上下限的界限。用 LED 指示电路，同时选用蜂鸣器进行报警。键盘用来设置上下限，如果当温度超过了上下限，则 LED 起指示作用，同时蜂鸣器进行报警。方案二：选用 AT89S51 单片机做主控芯片，选用温湿度传感器 DHT90，DHT90是一款高度集成、低功耗、高精度 、抗干扰能力强的数字温湿度传感器芯片，它既可以进行温
14、度检测，也可以进行湿度检测。选用12864LCD 做显示，可以将实时温度以及实时湿度显示在 LCD 屏上。当然也可以显示其他信息。同时选用蜂鸣器作为报警电路。键盘用来设图 2 方案二总体结构框图12864LCD键盘扫描AT89S52光耦隔离报警DHT90 温湿度检测复位电路图 1 方案一总体结构框图LED键盘扫描AT89S51光耦隔离报警温湿度传感器复位电路置上下限，如果当温度超过了上下限，12864LCD 屏显示报警信息，同时蜂鸣器进行报警。综合比较两个方案，两个方案的处理器都选用 AT89S52 单片机，因为单片机价格便宜，控制简单，且能完成此次课题，故都选用单片机。而 AT89S52 相
15、比其他单片机，具有抗干扰性强，稳定性强的特点。在显示模块方面，方案二相比方案一的 LED 电路，选择了 1286LCD 显示屏，这样可以显示出实时的温度以及实时的湿度，还有其他相关信息。这样人机界面更加友好方便。在检测电路方面，方案一的温度检测选择的温度数字传感器 DS18B20，湿度传感器选择的是 HIH-3610。而方案二，选择的DHT90，DHT90 是一款高度集成、低功耗、高精度 、抗干扰能力强的数字温湿度传感器芯片，它既可以进行温度检测，也可以进行湿度检测。这样集成度更高，所占用的 I/O 口更少。综上所述，选择方案二。2.2 系统设计方案的最终确定综合上各方案所述,对此次系统的方案
16、选定: 采用 AT89S52 作为主控制系统；液晶显示模块 LCD12864 作为本次系统的显示；DHT90 温湿度传感器作为本次系统温度和湿度的信息采集；蜂鸣器作为报警电路的主要元器件。通过论证拟采用的设计方案内容包括以下几点：1、选择 AT89S52 单片机作为整个系统的核心器件，发送并时时处理系统信息。2、传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始被测信号进行准确可靠的捕捉和转换，一切准确的测量和控制都将无法实现。工业生产过程的自动化测量和控制，几乎主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各种参量，使设备和系统正常运行在最佳状态，从而保证生产的高效率和高质量。在这个系统的设计中我们选用的集成温湿度传感器。3、信号采集通道的选择： 本设计中用到的温湿度传感器，输出的是数字量，不需要进行模数转化在本设计系统中，温度输入信号为多路的模拟信号，这就需要多通道结构。4、显示电路的设计：这里采用液晶 LCD-12864 进行显示。 5、报警电路的设计：在微型计算机控制系统中，为
