《基于单片机温室自动浇灌系统硬件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机温室自动浇灌系统硬件设计（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、重庆三峡学院毕业设计（论文） 题目 基于单片机温室智能灌溉系统硬件的设计 院 系 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年 级 2011 级 学生姓名 张 建 飞 学生学号 201107024354 指导教师 吴光杰 职称 教授 完成毕业设计（论文）时间 5 年 月 目录第1章绪论41.1课题研究的背景41.3课题研究的主要内容41.4课题研究的工作原理42.1功能要求52.2设计思路52.3方案选择52.3.1传感器选择方案52.3.2显示器选择方案62.3.3单片机主芯片选择62.4 总体设计框图63.1概述73.2主控模块设计73.2.1AT89C52芯片的简介73.3土壤湿度系
2、统硬件93.3.1YL-69土壤湿度传感器93.3.2 ADC0832功能特点及引脚103.3.3 ADC0832 的控制原理113.3.4 继电器123.4温度控制系统硬件123.4.1 DS18B20单线数字温度传感器简介123.4.2 达林顿反向驱动器ULN2803的简介 123.4.3LED数码管简介133.4.4 开关复位与晶振电路143.4.5 独立键盘连接电路153.4.6 温度采集电路163.4.7 风扇电机驱动调速电路173.5报警模块183.5.1蜂鸣器及按键19第四章 硬件调试194.1土壤湿度控制系统194.2空气温度控制系统204.2.1 按键部分调试204.2.1
3、传感器DS18B20温度采集调试204.2.3 电机调速部分电路调试20第五章 结论21致 谢21参考文献22附 录23 基于单片机温室智能灌溉系统硬件的设计张 建 飞重庆三峡学院机械工程学院机械设计制造及其自动化专业2011级 重庆万州 404000 摘要：当今农业生产，温室大棚发挥着越来越重要的作用，给人们带来的经济效益也越来越多。温室大棚主要是注重控制温室度利于作物的生长。以前的温湿度控制靠的是人工控制，大量的造成人力物力的浪费。本次设计的系统是温室大棚温湿度控制浇灌的设计及工作原理。该系统主要由AT89C52、温度传感器DS18B20、湿度传感器YL-69、液晶显示LCD1602、LE
4、D数码管、按键等构成。采用采用湿度传感器YL-69来测土壤湿度，温度传感器DS18B20测量温度，测量的数值，可直接与单片机相连，然后分别反映在LCD和LED上准确的数值。同时可以根据按键来设置上下值，根据作物需要的生长环境设定适当的值来灌溉。关键词： AT89C52 LCD1602DS18B20 YL-69 LEDAbstract In todays agricultural production, greenhouses are playing a more and more important role, for the economic benefits of more and mor
5、e people. Greenhouses are mainly pay attention to control the greenhouse degree is conducive to the growth of crops. Before the temperature and humidity control by manual control, caused a large number of manpower material resources waste. The design of the system is the greenhouses for the design a
6、nd working principle of temperature and humidity control. The system mainly consists of AT89C52, temperature sensor DS18B20, the humidity sensor YL - 69, LCD display LCD1602, LED digital tube, buttons, etc. Using the humidity sensor YL - 69 to measure soil moisture, temperature sensor DS18B20 temper
7、ature measurement, the value of measurement, which can be directly connected to the microcontroller, then respectively reflected in LCD and LED the accurate values. Can according to the up and down buttons to set the value at the same time, according to the growth environment of crops need to set up
8、 the appropriate value to irrigation.Keywords:AT89C52 LCD1602 DS18B20 YL-69 LED第1章绪论1.1课题研究的背景 作为世界上的农业大国，随着社会的不断进步和发展，传统农业生产模式已经跟不上时代的步伐，新的农业生产模式变得越来越受到人们的亲睐。对于农业措施，一般指的就是温室措施，它不受时间空间等局限，可以在戈壁高原深山等特殊情况下工作。随着发展，节水灌溉已成为农业工程领域的主要关注问题之一，可是由于国内外智能灌溉设施太贵，很难广泛使用，因此设计并推广更经济实用的灌溉设施就变的很有必要。1.2课题研究的意义由于不同的农作物
9、以及温室花朵需水量的不同，因此合理的浇灌会使作物更好的生长，也符合节约用水的国家政策方针。本次毕业设计的主要包括两个方面，一是测量，获取土壤和空气水分温度信息，并根据土壤水分、湿度、空气温度和植物需水特性的多少来确定浇水的水量。二是控制，根据对土壤研究空气温度的控制及植物需水特性进行合理的浇水决策，即让以前靠人类经验手动打开浇灌系统的方式，变成植物所需系统适当适时的进行自动灌溉。系统将根据测量土壤湿度空气温度植物有利的生活环境，经过抽水装置控制灌溉水量的多少，从而最大程度合理使用水资源，阻绝浪费，同时也节约人力，从而达到智能灌溉的目的。1.3课题研究的主要内容设计提供的智能浇灌的系统，是可以能
10、在没有人的操作下对植物进行灌溉，在灌溉的过程当中,按照植物需要水份的量不一样，对植物进行灌溉。系统是依据单片机原理，用检测土壤湿度的传感器和温度的传感器进行数据的采集，而后经过按键调整测量的上下限，在进过单片机对收集数据的整理及处理，而后判断外界土壤的湿度和空气的温度值，如果土壤湿度低于设置的下限或者温度太高，单片机控制水泵灌溉同时蜂鸣器发出报警，当土壤湿度到达上限就停止浇灌，从而达到自动浇灌的目的。此次设计的步骤是：第一，用YL-69检测土壤湿度（用DS18B20温度传感器检测温度）；第二，使用LCD1602显示测量的数据（用LED显示温度）；三，通过资料分析和经验总结最佳环境对于植物生长及
11、设置浇灌的上下限；然后，最后，对收集到的数据进行分析和处理，利用单片机控制，是否需要浇水。设计的系统是由硬件部分及软件部分构成的，硬件部分划分为单片机主控制、土壤湿度和空气温度的检测、上下限值输入、显示器显示数值、蜂鸣器发出报警、水泵灌溉六大模块。1.4课题研究的工作原理此电路最主要的部分在于温度和湿度的收集、检测与显示。主控模块AT89C52单片机用来分析和处理数据；YL-69和DS18B20是检测模块；温湿度的上下限值是通过按键模块输入；显示模块是显示温度检测器和土壤湿度检测器检测出来的湿度数值以及其上限数值；水泵和蜂鸣器是用来执行系统命令的。至于软件程序，和硬件相适应，运用的是模块化。它
12、主要包括了主程序、湿度收集子程序、显示数据子程序、按键输入子程序、执行子程序以及系统定时中断服务程序等构成。此次设计的系统很灵活，具有较强的交互性，而且可随时设置湿度的上下限；设计系统时，应该将软件和硬件结合起来，而且个个部件都使用模块化的设计思路。实验测试结果说明，测量数据的误差小、运行稳定，效果可靠，可以很大程度上被广泛使用。第2章系统总体方案设计2.1功能要求1、用温度和湿度传感器，测量数据，然后传输给单片机；2、单片机利用收集的信号进行分析、处理，然发给LCD1602和LED显示器；3、经过1602LCD液晶显示屏和LED数码管将数据反映出来；4、设置不同的温度湿度限定值，接入蜂鸣器，
13、实现越限报警；5、当温度达到限定值时继电器工作模拟降温，当湿度达到限定值时继电器控制浇灌。2.2设计思路这次所设计的湿度控制系统的步骤是：第一，用YL-69检测土壤湿度；第二，使用LCD1602显示测量的数据；三，经过资料和经验判断植物生长环境所需值设置灌溉的上下限值；最终，利用单片机对数据进行采集和分析以及处理，来掌控是不是进行灌溉。此次设计是由硬件和软件两部份构成，硬件分为单片机控制、上下限值的调制、检测土壤湿度、LCD1602显示、蜂鸣器报警以及水泵灌溉。温度控制系统步骤是：使用温度传感器DS18B20检测周围环境温度并连接到单片机AT89C51进行数据处理，然后通过 LED数码管来反映目前环境的温度和设置的温度。然后来控制是不是需要灌溉。同时通过按键改动所设温度值，变更温度的上下限值。2.3方案选择2.3.1传感器选择方案在本设计中湿度传感器采用的是YL-69土壤湿度传感器，YL-69传感器制作简单，它的原理是湿敏电容，湿敏电容会根据周围环境改变而使其介质发生变化，导致湿敏电容阻值的改变与湿度成正比。湿敏电容特点是响应快、高灵敏、小滞量，因此容易集成化和小型化。此次设计是用YL-69传感器收集数据。温度传感器选择选用数字式的集成温度传感器DS18B20来检测温度数值。其输
