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1、课程设计报告书题目: 大棚的监测与控制 课 程：专 业：班 级：学 号： 学生：指导教师：2012年 4 月20 日 信息工程学院课程设计任务书学 号学生专业（班级）设计题目 大棚的检测与控制设计技术参数1、大棚温度的监测显示。2、大棚湿度的监测显示。设计要求1、能同时监测显示大棚温度和湿度的变化。2、超过或低于设定值时报警电路开始工作。3、可以通过按键来设定需要监测的温度和湿度值。参考资料1 余发山，王福忠.单片机原理与应用技术M.徐:中国矿业大学，2006.62 肖子等.模拟电子技术基础M.:电子科技大学，2001.13 毅刚.新编MCS-51单片机应用设计M.:工业大学出版，2003.7
2、4 丽娟.基于单片机的温度监测系统的设计与实现.：机械制造，2006.5 吕泉.现代传感器原理与应用M.：清华大学，2006.6 徐洁.检测技术与仪器M.：清华大学，2004.7 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程：电子工业；2005.2012年4月20日学生： 学号： 专业（班级）：课程设计题目： 大棚的检测与控制 成绩：指导教师：年 月 日信息工程系课程设计成绩评定表摘 要随着大棚技术的普与，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度的控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或停止生长，同时，温湿度过高亦不行，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的围，这就首先需要一个
3、温湿度检测装置来正确监测温湿度。本论文主要阐述了基于AT89S52单片机的蔬菜大棚温湿度监测装置的设计，主要包括硬件电路设计与软件设计等。该系统采用AT89S52单片机作为控制器，DS18B20、HS1101分别作为温度湿度数据采集系统，温度湿度实现LCD数字实时显示，按键调整上下限设置，超限报警等功能，通过软、硬件设计使得该款温湿度监测装置具有智能化、高精度、高可靠性等优势，具有广阔的应用前景。关键词：DS18B20； HS1101；蔬菜大棚；温湿度监测测Abstract With the popularization of trellis technology, the number of
4、 greenhouse trellis is continuously growing, for vegetable shed speaking; one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, meanwhile, high temperature is also not good. So to always contr
5、ol temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. A temperature and humidity detection devices to correct testing temperature and humidity is first needed.This thesis mainly elaborated based on AT89S52 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main inc
6、luding circuit design and software design, this system uses AT89S52 single chip microcomputer as controller, DS18B20 and HS1101 as temperature and humidity data acquisition system separately. Temperature and humidity realize LCD digital real-time display, overrun alarm functions. Through the soft an
7、d hardware design makes it almost with intelligent humidity detection device, high precision, high reliability, etc advantages, and has wide application prospects. Key words：DS18B20; HS1101; Vegetable shed; Temperature and Humidity detection / 目 录绪论11方案的设计与选择21.1系统总体方框图21.2温度传感器的选择21.3湿度传感器的选择31.4显示
8、模块的选择42. 系统硬件设计62.1核心控制块62.2复位电路72.3时钟电路82.4 温度检测电路92.5 湿度检测电路122.6 显示电路142.7 按键与报警电路162.8 系统硬件总体图173系统软件设计183.1 主程序流程图183.2 温度检测子程序流程图193.3 按键扫描子流程图204 总结21参考文献22绪 论随着科技的进步和现代生活的快速发展，在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门与日常生活中，经常需要对环境温度与湿度进行监测与控制。准确测量温湿度对于生物制药、食品加工、造纸等行业更是至关重要。在温湿度监测技术不断发展完善的今天，温湿度监测装置也正在朝着集成化、智能化
9、的方向发展。主要表现在以下两个方面：（1）温湿度传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，为开发新一代温湿度测控系统创造了有利条件，（2）在温湿度监测系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿和自动校准湿度等几项新技术。本论文是以蔬菜大棚为研究对象来设计一款基于单片机的温湿度监测装置。温湿度是衡量温室大棚的两项重要指标,它直接影响到栽培作物的生长和产量,植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生
10、长，来提高其产量和质量。但传统的人工温度湿度的测试方法费时费力、效率低，且测试的温度与湿度误差大，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度监测装置。该论文即是针对这一问题,设计出了能够实现温湿度自动监测,LCD数字实时显示,按键调整上下限设置，超限报警等多功能的温湿度监测装置。1方案的设计与选择1.1系统总体方框图若在蔬菜大棚的实际应用中，需要同时采集多处的温度湿度值，这只需将温度传感器湿度传感器安装在需要检测的部位，再将其接入CD4051多路开关，它是一种单片、COMS、8通道开关。该芯片由DTL/TTL-COMS电平转换器，带有8选1译码器输入，分别加上控制的8个CO
11、MS模拟开关TG组成，这样便可以检测到多路温度与湿度信号输入。再将检测到的模拟量经过A/D转换输入到单片机AT89S52进行处理，将处理过的数据通过显示器显示出来。本设计为仅就单路温度、湿度信号进行采集设计的温度湿度检测装置。系统硬件设计的原理框图如图1所示：通过系统方框图可以清楚到看到本设计的全部思路为：温度传感器和湿度传感器分别将检测到的环境中的温度量和湿度模拟量，经过其部的各种计算处理为数值量送入单片机AT89S52处理，再在LCD显示器中显示结果，并且设置了上下限和按键调整上下限设置，当超过了上下限围即会发出报警声，便可根据显示值进行相应的处理。显示与报警电路湿度检测模块HS1101温
12、度检测模块DS18B20 AT89C52按键：调整温湿度设定值图1 系统总体方框图1.2温度传感器的选择温度传感器：能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。传统的温度传感器主要包括热电阻温度传感器和模拟温度传感器。方案一：采用热电阻温度传感器导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器。这种传感器主要用于-200500温度围的温度测量。纯金属是热电阻的主要制造材料，热电阻的材料应具有以下特性：（1）电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。（2）电阻率高，热容量小，
13、反应速度快。（3）材料的复现性和工艺性好，价格低。（4）在测温围化学物理特性稳定。目前，在工业中应用最广的铂和铜，并已制作成标准测温热电阻，其主要的特点为精度高、测量围大、便于远距离测量，但在腐蚀性介质中使用稳定性差。方案二：采用模拟温度传感器AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压围为330V，输出电流223A（-50）423A（+150），灵敏度为1A/。当在电路中串接采样电阻R时，R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大，以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源，最高可达20M，所以它不必考虑选
14、择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。 方案三：采用DS18B20温度传感器DS18B20是“一线总线”接口的温度传感器，一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，从而为测量系统的构建引入全新概念，DS18B20的测温围为-55+125，在-10+85围，精度为0.0625，现场温度可直接通过“一线总线”以数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。DS18B20适合于恶劣环境的现场温度测量，如环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。它工作在3V-5.5V的电压围，采用多种封装形式，从而使系统设计更灵活、方便，设定分辨率与用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 综合比较方案一、方案二与方案三，则方案三更为适合于本设计系统对于温度传感器的选择。1.3湿度传感器的选择湿度传感器：能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号的传感器。测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量与周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数
