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1、辽宁工程技术大学本科课程设计说明书题 目：温室大棚智能控制系统设计 班级： 姓名： 学 号： 指导教师： 完成日期：2013年 指导教师评语： 成绩： 指导老师： 日期： 年 月 日摘 要温室大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在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。对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度和湿度等控制。本设计是一个专门为温室大棚温湿度测量控制而设计的系统。
2、通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过程序实现。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。通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温湿度等的显示、调节和控制。系统在其它领域还具有一定的推广价值。关键词：大棚；温度；湿度；传感器 ABSTRACTGreenhouse is an important component of protected agriculture. Measuring and controlling sy
3、sten is the basis of the management automation in the greenhouse. With the growth rules analyzing measurement data and controlling circumstance condition. It makes greenhouse better, and more productive and high quality. With the development of computer application technology, the computer-controlle
4、d areas are also involved, the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. For vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Thethesis isabout an intelligent system designed for controlling th
5、e temperature and humidity of a greenhouse. It can meet the demand of monitoring through the design of hardware and that of software in details. The former is more important in this dissertation, including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity, demonstrating mode of data,
6、the mode of control and the connecting part of the changing column. And according to the design thoughts the latter shows the flow chart of the main program and the subprogram, realized by program. This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as poss
7、ible. The system adopts quite a new integrated circuit, which makes it function better and run more conveniently when put into practice. Furthermore, not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature, but also itcanbe controlled. And it has much of value to apply and po
8、pularize in other fields.KEY WORDS: Vegetable, Temperature, Humidity, SensorI目 录1 绪论11.1 引言11.2 研究现状21.4 发展趋势31.5 研究存在的问题42 设计方案论证52.1 设计要求及框图52.2 元器件的选择52.2.1 单片机的选择52.2.2 温度传感器的选择62.2.3 湿度传感器的选择62.2.4 显示模块的选择72.2.5 系统设计方案的确定73 系统的硬件设计93.1 系统硬件的简述93.2 单片机模块的设计93.2.1 单片机的功能特性描述93.2.2 单片机的最小系统113.3 温
9、湿度采集系统的设计123.3.1 温湿度传感器的概述123.3.2 传感器的接口说明133.3.3 硬件连接133.4 显示模块的设计143.4.1 LCD12864的概述143.4.2 LCD12864引脚说明153.4.3 LCD12864的主要技术参数173.5 报警电路的设计173.6 功能键的设计183.7 控制电路的设计184 软件系统设计204.1 软件设计的整体思想204.2 程序流程图设计214.3 DHT90软件系统设计224.3.1 DHT90测量流程图224.3.2 传感器的电气特性234.3.3 启动传感器指令234.3.4 发送命令244.3.5 测量时序244.3
10、.6通讯复位时序254.4 DHT90的温湿度补偿及转换254.4.1 相对湿度254.4.2 温度转换254.5 LCD12864软件系统设计264.5.1 LCD12864显示流程图264.5.2 写数据到模块274.5.3 从模块读出数据284.6 按键软件系统设计295 调试315.1 软件调试315.2 硬件调试315.3 液晶模块调试325.4 报警电路调试32结 论33参考文献34附 录35附录B：系统程序清单361 绪论1.1 引言现代社会随着科技的发展尤其是农业科技的日新月异，使得人们能通过创造适合农作物生长的环境来改变其生长周期。满足人们对作物优质，高产和低耗的需求。而随着
11、计算机技术在农业中的运用，以及现代控制技术的飞速发展。现代农业逐渐的趋向于农业的自动化，专业化。温室智能控制系统是微电子技术，计算机技术和自动控制技术的结晶。他大概经历了四个阶段：最开始的原始的手工阶段，对于温室环境的改变大多只能依靠种植者的经验以避免环境的过度变化导致的农作物的减质减产。手工阶段过后出现了各种各样的机械设备，大片温室安装了这样的机械来作为控制器。二十世纪七十年代计算机的出现使得各种机械设备退出了历史的舞台。而温室的智能控制便是于二十世界九十年代中期问世 。 温室温湿度控制系统是温室智能控制系统的一个分支系统。温室温湿度控制系统是温室管理者对于温室的温湿度环境的一种微电子技术，
12、计算机技术和自动控制系统相结合的一种创新发明。它更精确和系统的控制着温室的温湿度环境。使得温室更适合农作物的生长。现在一般的温室都有实施温室温湿度控制系统的硬件条件。采用温室温湿度控制系统更能方便管理者的操作，提高工作效率节约各种资源，也提高了农作物的产量，使其质量和数量都能达到很高的标准，符合我国的现代化发展 。 运用温室温湿度控制系统进行温室的管理，能更有效的提高温室管理者的工作成绩。温室的管理，特别是大型温室的管理具有农作物数量大，品种多，需求的最佳环境变化大能缺点。利用计算机的强大记忆和计算能力，对各种环境需求进行集中系统有效的控制。大大降低了温室管理者的劳动强度。1.2 研究现状温室
13、温湿度控制系统这一项技术已经在全球范围内得到广泛的运用，该系统已经发展到了专业化，精确化和大规模生产化。规范的营运操作使得温室的相关产品得到大量的生产，成为如今世界上一项新型的产业。系统所用的单片机也有多种多样，比如PIC系列和AT89C52等。而各个系统在各方面也有各自的优缺点。目前来说温室温湿度控制系统主要有单片机作为主要的中央控制器，通过温湿度传感器收集信息，以强大的数据库，和精确及时的计算能力作为依靠，迅速做出控制，以达到对温室环境的控制。现代温室的控制理论主要有PID控制法和模糊理论控制法。PID控制法，即比例（P）控制，积分（I）控制，微分（D）控制。此类控制法已经广泛应用于温室控
14、制系统中。但由于温室农作物生长周期的数据复杂性，需求环境因素的变化量大，以及各种外部环境因素的原因，导致了计算机对环境的监控出现偏差，控制也将相应的出现何种错误指令。最终使得温室农作物的减质减产。相对来说此类控制方法的效果不够理想。模糊控制法，是以模糊集合为基础的，它的基本思想是收集模糊性现象，以处理具有模糊现象的事物为目标。并将其转化成精确的数据为计算机所能处理。它不主张使用复杂繁琐的数学模型来解决问题。模糊控制具有的优点为以下几点：1、模糊控制是一种基于规则的控制。主要采用语言型控制规则。设计中是不需要精确的数据模型的。因此便于理解和操作；2、模糊控制适用于动态特征不容易掌握的对象；3、模糊控制由于采用语言控制规则，具有很强的独立性，能与语言规则之间找到折中的控制选择。4、模糊控制采用的语言控制规则具有一定的启发性设计，有利于模拟人工控制，大大的提高了系统的适应能力，并具有一定的智力；5、模糊控制的抗干扰性强。模糊控制的主要缺陷：信息收集的信息模糊，将导致系统控制的精确性下降。如果要提高系统的精确性，则需要收集更大量的环境因素和建议更精确的模糊语言规则。从而导致了决策速度的降低，严重时甚至不能做到实时控制。模糊控制的规则选择和运用也无精确的标准。1.4
