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1、烟 台 南 山 学 院毕 业 论 文题目：温室大棚温度湿度自动控制系统设计姓 名：所在学院：计算机与电气自动化学院 所学专业：自动化班 级 ：08级自动化01班 学 号： 200807009706 指导教师： 完成时间：2012年3月12日烟台南山学院毕业论文（设计）任务书论文题目温室大棚温度湿度自动控制系统设计院部计算机与电气自动化专业自动化班级08自动化本科1班毕业论文（设计）的要求 在此系统中，温湿度传感器获得所测环境中的检测温湿度信号，信号处理和放大后，由A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部，显示于LED显示器上。单片机将给定的温湿度安全范围与测量的温湿度相比较，若测量温湿度在给定
2、的温湿度安全范围则表明所测环境温湿度正常，各工作器件可在此环境中继续工作；若测量温湿度不在给定的温湿度安全范围内，则相应报警系统工作，发出报警，说明所测环境温湿度需要调整。同时此系统设有看门狗电路模块，可以起到程序正常运行的作用。毕业论文（设计）的内容与技术参数蔬菜大棚温湿度湿度自动控制系统由主控制器AT89C51单片机、并行口扩展芯片8255、74LS373、A/D转换器0809、湿度传感器、温湿度传感器DS1820、固态继电器、RAM6264、掉电保护和LED显示器和报警电路等构成，实现对蔬菜大棚温湿度的检测与控制，从而有效提高蔬菜的产量。内容：（1）安全温湿度范围为-3050，最小区分度
3、为1，标准温湿度1。（2）温湿度控制的静态误差1。（3）用十进制数码管显示所测环境温湿度。（4）由于单片机无操作系统，若程序出现异常无法正常工作，故本系统采用了一个硬件看门狗来监视程序运行。毕业论文（设计）工作计划 2011.11 看关于单片机原理的书籍；2011.12 看关于温湿度传感器和信号处理器的有关书籍；2012.01 看有关显示电路，看门狗电路和报警电路的书籍；2012.02 看有关汇编及C语言编程的书籍；2012.02 制定开题报告；2012.03 开始编写论文：a 编写所用到的各种元器件的原理和简单介绍 b 完成主题设计思路 完成电路图设计；2012.04编写主程序； 2012.
4、04完成设计总结接受任务日期 2011 年 11 月 25 日 要求完成日期 2012 年 4 月 15 日学 生 (签名) 2011 年 11 月 25 日指 导 教 师 (签名) 年 月 日院长(主任) (签名) 年 月 日摘 要温室大棚温度湿度自动控制系统由主控制器AT89C51单片机、并行口扩展芯片8255、74LS373、A/D转换器0809、湿度传感器、温湿度传感器DS1820、RAM6264存储器、掉电保护、LED显示器和报警电路等构成，实现对温室大棚温湿度的检测与控制，从而有效提高温室的产量。本文基于AT89C51的温室大棚温度湿度控制系统设计, 讨论了温室大棚温湿度巡回检测与
5、控制的基本原理，进行了可行性论证。给出了电路图和程序流程图并附有源程序。由于利用了单片机及数字控制系统的优点，系统的各方面性能得到了显著的提高。可广泛应用温室塑料大棚、物资仓库、食品加工、热处理、冶金以及其他行业的温湿度检测及显示、报警等。该系统由于使用集成温湿度传感器DS1820和性价比较高的单片机AT89C51,具有系统性能稳定可靠、功耗低、成本低、测量准确、传输距离远、维护简单等优点，在其他实际工作中，有一定的实用和参考价值。关键词：AT89C51单片机；温湿度传感器；A/D转换器；LED显示器；报警电路Abstract Vegetables canopy temperature and
6、 humidity automatic control system consists of the main controller AT89C51 single-chip, parallel port expansion chip 8255,74 LS373 and A/D converter 0809, humidity sensor, the temperature sensor, solid-state relay, the DS1820 RAM6264, power fail safeguard and leds display and alarm circuit, etc .To
7、achieve the vegetable greenhouse temperature and humidity testing and control, to improve the vegetables production.In this paper, the specific design, discussed the detection of vegetable greenhouses temperature and humidity and circuit control principle, carried out a feasibility demonstration.Sch
8、ematic diagram is given together with source code and procedures.The use of the MCU and the advantages of digital control system, all aspects of the system performance is significantly improved.Keywords:temperature and humidity sensors; Humidity sensors; Rapid detection; A/D converter; The LEDdispla
9、y; Alarm circuit; Solid state relays.目 录1 绪论11.1 课题背景11.2 总体要求11.3 具体要求11.4 设计思路11.5 温室大棚计算机控制的概况12 系统组成与工作原理32.1 系统的硬件总体结构框图32.2 系统的工作原理33 系统主要硬件电路模块设计43.1 AT89C51单片机结构组成43.2 AT89C51的复位电路53.3 数据存储器的扩展63.4 八路温湿度采集电路83.5 八路温湿度选择电路93.6 单路温湿度处理电路93.7 A/D转换电路103.8 电源稳压电路113.9 声光报警电路123.10 看门狗电路123.11 显示
10、电路133.12 数字温湿度传感器DS1820和湿度检测电路143.12.1 DS1820 的主要特性14DS1820 内部结构153.12.3 DS1820的工作原理153.12.4 DS1820使用中注意事项163.12.5 湿度检测电路174 系统的软件设计184.1主程序模块设计184.2数据采集模块设计184.3数据处理模块设计194.4报警模块设计204.5显示模块设计20结束语21致谢22参考文献23附录241 绪 论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉
11、等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为“冯诺依曼”结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为“哈佛”结构，目前的单片机采用此种结构较多。本文介绍的分布式单总线温室大棚温湿度湿度自动控制系统，采用全数字化设计，直接监测每个棚内不同部分的温湿度，通过对温湿度的良好控制，有效地提高温室的产量。1.2 总体要求在此系统中，
12、温度传感器获得所测环境中的检测温度信号，信号处理和放大后，由A/D转换器转换成数字信号进入单片机内部，显示于LED显示器上。单片机将给定的温度安全范围与测量的温度相比较，若测量温度在给定的温度安全范围则表明所测环境温度正常，各工作器件可在此环境中继续工作；若测量温度不在给定的温度安全范围内，则相应报警系统工作，发出报警，说明所测环境温度需要调整。同时此系统设有看门狗电路模块，可以防止程序在运行过程中“跑飞”，保证系统运行的稳定、可靠。1.3 具体要求本方案中整个系统由温度采集电路，温度选择电路，温度处理电路，A/D转换电路，单片机处理电路，声光报警电路，看门狗电路，显示电路等组成，软件选用汇编
13、语言编程。内容：（1）安全温度范围为-3050，最小区分度为1，标准温度1。（2）温度控制的静态误差1。（3）用十进制数码管动态显示所测环境温度。（4）由于单片机无操作系统，若程序出现异常无法正常工作，故本系统采用了一个硬件看门狗来防止程序“跑飞”，保证系统运行的稳定、可靠。1.4 设计思路本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制温度传感器经过处理的信号，把信号通过单总线传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达
14、到控制对象正常的目的。1.5温室大棚计算机控制的概况现代化温室，通过传感器技术、微型计算机及单片机技术和人工智能技术，能自动测控温室的环境，其中包括温湿度、湿度、光照、浓度等，使作物在不适宜生长发育的反季节中，获得比室外生长更优的环境条件，达到早熟、优质、高产的目的。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，达到作物优质、高产、高效盼栽培目的。随着微机技术的发展，逐步采用配置灵活、开放式结构、运算能力较强、高可靠性、完善的开发手段及具有数据处理、统计分析、打印
15、报表等功能的测控系统所代替，取得了较好的经济效益。随着国民经济的迅速增长，现代农业得到长足发展，受控农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室工程已成为工厂化高效农业的一个重要组成部分。支持温室工程的相关技术，如温室环境复杂系统的建模技术与专家决策支持系统、温室环境智能测控技术研究与系统开发、温室环境调配工程技术与设施研究等已成为当前该领域的关键技术和研究热点问题。研究温室环境信息进行模拟、分析、预测，研究开发基于作物成长栽培环境的温室环境多因子智能化综合测控系统，研究高效生产的温室环境综合测控模式与配套设施等将是今后主要研究内容。目前，我国农业正处在从传统农业向以优质、高效、高产为目的的现代化农业转化的新阶段。农业环境控制工程作为农业生物速生、优质、高产手段是农业现代化的标志
