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1、目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1 课题来源11.2 课题背景11.3 国内外研究现状及分析1第2章 系统方案设计32.1 总体方案设计32.2 系统组成及框图3第3章 硬件设计43.1 微处理器43.1.1 51单片机的主要特性43.1.2 STC89C51的引脚具体介绍43.1.2 STC89C51的最小系统63.2 温度测量电路的实现63.2.1 温度传感器的选择63.2.2 DS18B20介绍73.2.3 温度测量电路83.3 湿度测量电路的实现93.3.1 湿度传感器的选择93.3.2 HS1101介绍93.3.3 NE555振荡器103.3.4 湿度测量电路的
2、实现103.4 液晶显示及报警电路123.4.1 显示方案的选择123.4.2 LCD1602及其应用123.4.3 报警电路143.5 按键电路设计14第4章 软件设计164.1 主程序流程图164.2 温度模块程序设计174.3 湿度模块程序设计184.4 显示子程序设计184.5 按键模块程序设计19第5章 系统的仿真调试21结 论22参考文献23附录I24附录II25摘 要随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于温室大棚来说，很重要的两个管理因素是温度控制及湿度控制。温湿度太低，植物就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合植物生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内
3、部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制，既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。为此，在现代化的温室大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制温室大棚中的温湿度，适应生产需要，提高经济效益。本论文主要阐述了基于STC89C51单片机的温室大棚温度及湿度控制系统设计原理、主要电路设计及软件设计等。该系统采用STC89C51单片机作为控制器，DS18B20作为温度传感器，HS1101作为湿度传感器。系统主要功能如下：1.对温度进行测量2.对湿度进行测量3.温度及湿度的显示4.温度及湿度超出设
4、定范围时发出报警信号5.设定温度及湿度设定值关键词 STC89C51；温室大棚；温度及湿度ABSTRACTWith the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, to greenhouse warming, it is important to shed two management factor is temperature control and humidity control. Temperature is too low, the plant can freez
5、e to death or stop growth, so will always control temperature and humidity in suitable for plant growth range. The traditional temperature control is in greenhouse canopy internal suspension thermometer, workers will adjust the temperature according to read the temperature inside the shelter. If onl
6、y, both consumption by artificial control human and easy to place regular orders. Now, with the increase of agricultural industry scale quantity shelter for the temperature control measures, the traditional is showing significant limitations. Therefore, in modern greenhouse trellis management zhongt
7、ong often temperature and humidity automatic control system to control the temperature and humidity, adapt to greenhouse canopy production needs and improve the economic benefit. This paper mainly expounds the STC89C51 MCU based on greenhouse canopy temperature and humidity control system design pri
8、nciple, main circuit design and software design, etc. This system USES STC89C51 single chip microcomputer as controller, DS18B20 as temperature sensor, HS1101 as humidity sensor. System main function is as follows: 1. To temperature measuring 2. The humidity measurements 3. Temperature and humidity
9、display 4. Temperature and humidity beyond the alarm-immediately set range 5. Set temperature and humidity value Keywords: STC89C51; Greenhouse canopy; Temperature and humidity 第1章 绪 论我国作为一个农业大国，温室技术的发展缺比较晚、与国外的技术相比有很大差距。为了提高这方面的技术，在自70年代末起，我国先后从日本、美国、荷兰和保加利亚等国引进了不下40套的现代化温室成套设备，虽然引进的这些温室设备技术领先、设备先进
10、，但在我国的使用过程中还存在着较为严重问题，主要是由于我国自然气候的特点和引进的设备不能相符合，导致设备不能发挥起作用，加上设备的可改动性不大，因而很难达到设备对温室内温度、湿度等的合理控制。经过多年来的研究和实验，我国的温室大棚技术发展到现在，已经形成了比较完整和全面的体系。但在某些方面还有欠缺和需要改进地方， 可见，设计温湿度控制系统具有重要的现实意义。1.1 课题来源该课题为自选课题。1.2 课题背景传统农业生产中，农作物的产量受到自然因素的影响巨大，若天气情况不适合农作物的生长条件，就会导致其产量严重下降。为改变农业生产对自然环境的严重依赖，大棚技术应运而生。现代化农业生产中，温室大棚
11、作为一种反季节种植和提高产量的重要手段，越来越受到人们的关注。各种温室技术如雨后春笋般出现。温室大棚技术也越来越成熟。其中，温度和湿度作为大棚环境中的两个主要因素，对它们的检测及控制就显得尤为重要。1.3 国内外研究现状及分析国内温室发展现状。至20世纪60年代，中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温保墒起到一定的作用。7080年代，相继出现了塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展，技术水平有了大幅度提高。随着近年来国家相关科研项目的启动，中国的设施农业有了较快发展，设施面积和设施水平不断
12、提高。近代温室的发展经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段，但由于各地区生产状况、经济条件和利用目的的差异，至今各阶段不同类型的温室依然并存。国外温室发展现状。国外温室栽培的起源以罗马为最早。罗马的哲学家塞内卡(Seneca，公元前3年至公元69年)记载了应用云母片作覆盖物生产早熟黄瓜。20世纪70年代以来，西方发达国家在设施农业上的投入和补贴较多，设施农业发展迅速。目前，全世界设施农业面积已达400余万公顷。荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，其设施设备标准化、种苗技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施环
13、境综合调控及农业机械化技术水平等都具有较高的水平，居世界领先地位。自20世纪70年代以来，国外设施农业发达国家在温室环境配套工程技术方面也进行了大量研究，并取得了一些技术成果。以荷兰为代表的欧美国家设施园艺规模大、自动化程度高、生产效率高，设施农业主体没备温室内的光、水、气、肥等均实现了智能化控制；以色列的现代化温室可根据作物对环境的不同要求，通过计算机对内部环境进行自动监测和调控，实现温室作物全天候、周年性的高效生产；美国、日本等国还推出了代表当今世界最先进水平的全封闭式生产体系，即应用人工补充光照、采用网络通讯技术和视频技术进行温室环境的远程控制与诊断、由机械人或机械手进行移栽作业的“植物
14、工厂”，大大提高了劳动生产率和产品产出率。第2章 系统方案设计 本章从控制系统的总体构成及原理框图对系统进行了总体分析说明，控制系统组成以后，主要通过控制器、传感器及执行器对控制变量进行分析和处理。2.1 总体方案设计本系统采用STC89C51单片机作为微处理器，DS18B20作为温度传感器对温度进行检测，HS1101作为湿度传感器与NE555组成湿度测量模块，采用发光二极管实现报警功能，使用LCD1602对测得的温度及湿度值进行显示，使用按键对温度及湿度的设定值进行修改。2.2 系统组成及框图系统主要有温度测量模块、湿度测量模块、显示模块、报警模块、及按键模块。其原理框图如图2.1所示。图2
15、-1 系统组成框图第3章 硬件设计本温度及湿度控制系统使用STC89C51作为控制器，用DS18B20实现对温度测测量，用HS1101及NE555实现的湿度的测量，并采用LCD1602将采集的的数据显示。现将系统硬件设计表述如下。3.1 微处理器微处理器是控制系统的核心部件。具有控制功能强，体积小，功耗小等一系列的优点，它在工业控制、智能仪表、节能技术改造、通讯系统、信号处理及家用电器产品中都得到了广泛的应用。本设计采用STC89C51作为微处理器。3.1.1 51单片机的主要特性51单片机的主要特性如表3-1所示。表3-1 TC89C51主要特性表主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能3.1.2 STC89C
