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1、题 目基于单片机的农业大棚环境监测系统设计理工学院本科毕业设计任务书一、毕业设计题目基于单片机的农业大棚环境监测系统设计 二、毕业设计工作自2015 年 12 月22 日 起至 2016 年6 月18 日止三、毕业设计进行地点: 通信工程实验室A-1103 四、毕业设计应完成容与相关要求：温度、湿度以与光照等环境参数的测量和控制在日常生活和农业领域中具有广泛的应用。随着生活水平的大幅提高，人们对大棚蔬菜提出了更高的要求, 大棚中农作物在生长过程中，温湿度与光照对其影响较大。传统测试方法费时费力、效率低，且有时需要不间断监控，以达到实时监测的目的。针对以上问题，本设计是基于单片机的环境监测系统，
2、该系统可实现温度、湿度与光照的实时测量，通过需要设置测量参数的围，超出设定围可发出警报提醒外界进行干预控制。 五、毕业设计应收集资料与参考文献：1、应收集与课题相关文献12篇（其中包括一篇英文文献），文献的发表年限应为2010年至2016年； 2、除了文献之外，所参考的书目不能超过3篇；3、所有的参考资料要留存电子版，在交论文时一并打包交予指导教师。 六、毕业设计的进度安排：1、必须查阅大量资料（包括一定数量的外文资料），了解课题的研究背景、意义，熟悉设计中要用到的相关电路知识；完成开题报告；并完成一篇外文文献的全文翻译工作；（1月1日3月18日）2、进行系统的概要设计；（3月19日4月10日
3、） 3、熟悉设计软件，并提交中期报告；（4月10日4月20日） 4、系统的设计与实现；准备作品的验收；完成论文第一稿；（4月21日5月10日） 5、根据要求对对论文与作品进行完善，完成论文第二稿；（5月11日5月20日） 6、制作答辩PPT，准备答辩材料，准备答辩，并完成后续工作；（5月21日6月10日） 7、必须定期与指导老师见面，汇报进展情况，按时完成论文的撰写工作。 指导教师签名 亚 锋 专业负责人签名王 战 备学院领导签名熊 晓 军批准日期2016-01-10 / 基于单片机的农业大棚环境监测系统设计摘要 温度、湿度和人类的生产有着密切的关系，同时也是农业生产中不可或缺的参数。随着科学
4、技术的发展，温室大棚的应用越来越广泛，为人们创造了更高的经济效益。本文阐述了一种基于单片机的温室大棚的环境监测系统的设计过程。该系统主要由单片机STC89C52、温湿度传感器DHT11、液晶显示LCD1602和光敏电阻等组成，实现了实时采集温湿度信息、温控报警等功能，具有精度高、功能强、体积小、简单灵活等优点，很好的满足了农业大棚环境监测要求。关键词 农业大棚；环境监测；单片机； DHT11；LCD1602The design of a gricultural greenhouse environmental monitoring system based on MCUAbstract: Te
5、mperature, humidity, and human production is closely related, but also an integral part of agricultural production parameters. With the development of science and technology, greenhouses used more widely for people to create a higher economic efficiency. This paper describes the design of a process
6、SCM greenhouse environmental monitoring system is based. The system consists of microcontroller STC89C52, temperature and humidity sensors DHT11, LCD LCD1602 and photosensitive resistance, etc., to achieve a real-time acquisition of temperature and humidity information, temperature alarm and other f
7、unctions, with high precision, powerful, small, simple and flexible, etc., good to meet the agricultural greenhouse environmental monitoring requirements.Key words: Agricultural greenhouses; environmental monitoring; MCU; DHT11; LCD1602目录引言11 方案论证与器件选择31.1 方案论证31.2 主要元器件选择41.2.1 单片机选型41.2.2 传感器选择41.
8、2.3 显示器选择42 系统硬件设计52.1 主控模块52.1.1 STC89C5252.1.2主控模块电路72.2 DHT11传感器模块72.2.1 DHT11传感器72.2.2 DHT11传感器模块电路102.3 光传感器模块102.4 1602液晶显示模块112.4.1 1602液晶显示屏112.4.2 1602液晶显示模块电路122.5 报警模块122.5.1 蜂鸣器122.5.2 三极管8550133 系统的软件设计143.1 传感器模块设计143.2 1602液晶显示模块设计153.3 软件调试164 系统的焊接与测试174.1 系统硬件电路焊接174.2 系统硬件电路调试174.
9、3 系统硬件电路结果分析17结束语19致20附录A 英文文献原文22附录B 英文文献译文29附录C 源程序35附录D 原理图44附录E 元器件清单45引言(1) 课题研究的背景温室对于如今的生产生活的影响越来越大，利用温室技术的研究来提升生产效率，为植物提供适宜的环境。随着改革开放，特别是90年代以来，我国的温室大棚产业得到迅猛的发展，以蔬菜大棚、花卉为主的植物栽培，在大江南北遍地开花，政府对城市蔬菜产业的不断投入，在乡镇蔬菜大棚产业被看作是21世纪最具活力的新产业之一。温室环境是一种更加利于植物生长，避免环境影响其生长发育。在大棚里可以种植反季节作物，提高农业效率以与经济效益2。国外在20世
10、纪70年代就开始对温室大棚技术进行了研究，采用模拟式显示组合仪表，将采集的信息经过处理然后发出指令进行控制和记录。分布式控制系统在80年代出现，经过人们的不断研究，以与对温室控制技术迅速的发展，现在部分国家已经实现了自动化控制并向更先进、更自动化的方向发展。在我国北方冬季寒冷而漫长，利用温室大棚种植蔬菜能更快的提高人民生活水平。温室大棚管理主要的因素是温度、湿度与光照的控制。温度管理一般把一天分为中午前、中午后、前半夜和后半夜四个时段来进行温度调控。中午之前是促进光合作用的最佳时间，增加有机物的累积为主，将棚温保持在25-30最为适宜。中午过后光合作用慢慢下降，温度要比中午之前降低3-8，适宜
11、温度在22左右，避免养分过多的消耗，而降低了有机物的累积。天黑之后四小时，温室的温度需降到12-18，以促进植物对有机物的累积。之后继续降温3左右，不可降得过低，这样容易导致植物产生低温危害。阴雨天光照缺乏，光合作用进行缓慢，需降低温度5左右，以减少呼吸消耗2。现在单片机发展迅速，通过单片机对环境进行监控日益广泛，其小体积、多功能、高性价比等。运用在自动监控系统中减少人们的劳动，提高生产效率。(2) 温室研究现状国外温室控制技术以美国最为先进，主要是因为其计算机的发展非常迅速，这也使得以计算机为主的温室环境控制技术迅速发展。温室大棚控制包括室温度、土壤温度、相对空气湿度、通风口状况、保温幕状况
12、、pH调节、CO2浓度；室外控制包括光照强度、相对空气湿度、大气温度、风向风速等3。温室系统的应用为农业生产发展提供了很大的帮助，提高了工作效率，减少劳动量，收获了更多更好的农产品。荷兰从上个世纪八十年代就开始温室计算机自动控制系统的开发，并不断地研究模拟控制软件。并通过交互式界面显示必要的信息，设置参数并绘制曲线，修正值曲线和测量数据曲线可以从设定的时间数据库中调用。其方便的方式可以直接查询数据计算机的串行端口和完成上位机和下位机之间的信息交流。实现参数设置、信息显示和控制等功能，同时还能够进行数据调整，完成温室环境监控。国外温室控制技术的发展史可以分为三个发展阶段：手动控制：在温室控制技术
13、前期被广泛采用，其并没有真正意义的控制体系。种植者不仅要充当温室环境的传感器，又要充当温室作物管理的执行。温室种植户相当于环境控制核心。通过对气候条件和作物生长状况的观察，利用以往经验和直觉进行推测和判断，以手动方动式来调节温室环境，这样对作物状况的反应是最直接、最快速、最有效的方式。但这种控制方式局限性太大，不适合工业化农业生产的需要。自动控制：此控制系统必须先输入植物所需的生长目标参数值，经计算机将实际测量的数值和预先设定的目标值进行比较，利用判断后的结果来调控温室环境因子，以控制相应的操作通风、制冷和加热等。计算机温室自动控制技术实现自动化生产，劳动生产率的提高，适合于大规模生产。温室环
14、境设置改变目标值可以在温室环境进行自动调整，此方法的缺点是改变作物生产响应的状态不与时，很难实现作物生长的最佳环境。智能化控制：利用温度自动控制技术和生产实践为基础，经过总结，收集农业领域积累的知识、经验和数据，从而建立植物生长数学模型，实现各类植物生长的不同需求。从手动到全自动控制技术，控制温室生产过程向着更先进、更全面的方向发展。未来的温室环境控制，势必以植物生长模型、温室农业专家系统的自动信息采集、温室综合环境因素分析模型和智能控制为基础向着全自动化方向发展。(3) 课题设计思路首先明确设计思路，通过查阅资料了解相关的设计方法以与主要的设计原理等，然后着手进行设计，搭建一个大体的设计框图，再根据设计要求完成相应的补充设计。热电偶形式是通过加热湿度传感器，该A/D变换器将单片机不能测量的温度和湿度信号转换成电信号从而实现测量，将湿度、温度值显示在液晶显示器，将温度、湿度传感器的温度和湿度信号转换成模拟电压信号，然后通过低通滤波器滤除干扰信号送入单片机，再经过单片机的采样，进一步提高测量精度，经过数字滤波单片机后将取样的温度信息与设定值进
