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1、图书分类号：密 级：毕业设计(论文)智能温室控制系统设计THE DESIGN OF INTELLIGENT GREENHOUSE CONTROL SYSTEM 学生学号学生姓名学院名称专业名称指导教师2012年5月29日徐州工程学院毕业设计(论文)徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日徐州
2、工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘要本文提出了一种以51单片机为主控器和射频nRF905为无线收发模块的智能温室控制系统的总体设计方案和实现
3、方法。系统设置了一个主机和两个从机，通过无线通信方式，实现了两个节点的温湿度数据采集。主机通过从机预设的不同地址来实现区分两个节点发送来的温湿度数据。本设计采用nRF905射频模块为无线传输模块，DS18B20为温度传感器模块，DHT11为湿度采集模块从而实现温室的温湿度监测与控制。51单片机和nRF905之间通过模拟高速串口SPI实现双向通信, SPI支持高速数据传输，从而满足了温室温湿度数据的实时传输。用VB6.0中的MScomm控件编写了温湿度接收界面，通过串口将采集到的温湿度数据显示在PC机上。关键词 STC89C51；nRF905；DS18B20；DHT11AbstractThis
4、paper presents a method based on 51 single chip microcomputer as a main controller and nRF905 as wireless transceiver module to design the intelligent greenhouse control system . The system provided a master and two slaves,master can acquist the data of temperature and humidity from two slaves throu
5、gh the wireness communication mode. The master can distinguish the data from two different places through different address. This design use nRF905 module as wireless transmission module, DS18B20 as temperature sensor and DHT11 as humidity acquisition module to sense the greenhouse temperature and h
6、umidity. 51 single chip microcomputer and nRF905 can realize two-way communication through the simulation of high speed serial SPI , SPI support high speed data transmission, so it can meet the needs of the greenhouse temperature and humidity data real-time transmission. The temperature and humidity
7、 receiving interface can be made by VB6.0 MScomm controller, the greenhouse temperature and humidity data can be displayed on PC machine through the serial port. Keywords STC89C51; nRF905; DS18B20; DHT11 目 录1 绪论11.1 背景及意义11.2工作原理12 系统总体设计22.1 系统的整体结构22.2课题需要完成的任务23 系统硬件设计33.1主控制器的选用33.2无线传感器nRF905模块
8、33.2.1芯片结构33.2.2 接口电路管脚说明33.2.3 nRF905工作方式53.2.4 nRF905模块配置63.2.5 nRF905与单片机的硬件连接原理图63.3 温度传感器DS18B2073.3.1 DS18B20主要特性73.3.2 DS18B20的外部结构73.3.3 DS18B20的数据处理73.3.4单片机与DS18B20的硬件连接原理图93.4湿度传感器DHT1193.4.1 DHT11接口说明93.4.2 DHT11与单片机的硬件连接103.5LCD1602液晶显示模块103.5.1控制器接口说明103.5.2基本时序操作113.5.3显示数据存储器（DDRAM）1
9、13.5.4 LCD1602控制命令字设置113.6控制执行单元的设计123.7 PC机与单片机之间的RS485通信134系统软件设计144.1主机软件设计144.1.1主程序设计144.1.2 nRF905软件设计144.1.3主机串口软件设计174.2从机软件设计184.2.1从机主程序设计184.2.2 DS18B20温度采集软件设计184.2.3 DHT11湿度采集软件设计184.2.4LCD1602软件设计215上位机软件设计225.1 VB6.0特点225.2 MSComm控件225.2.1 MSComm控件的主要属性225.3 VB程序设计225.3.1 程序详细设计225.3.
10、2 系统界面226调试246.1LCD1602液晶显示模块在设计过程中遇到的问题和解决方法246.2串口设计过程中遇到的问题和解决方法246.3 DS18B20设计过程中遇到的问题和解决方法246.4控制执行单元设计过程中遇到的问题和解决方法24结论25致谢26参考文献27附录28附录1 硬件原理图28附录2源程序代码29391 绪论1.1 背景及意义 温室控制技术是现代农业研究的重要内容，针对长期以来温室大棚效率低、生产成本高、消耗人力资源多等缺点，温室智能控制系统能有效地克服这些困难。本系统主要由上、下位机模块构成，下位机主要是对温室内环境因素中的温度、湿度等进行检测并按照一定的通信方式将
11、数据传给上位机，上位机实时接收下位机上传的数据使用户能在远程监测温室的环境参数，下位机根据一定的算法控制喷淋、遮阳、通风、加热等执行系统，调节环境参数，实现温室智能控制，达到农作物优质、高产、高效的栽培目的。1.2工作原理智能温室控制系统是一种基于射频技术的无线温湿度检测与控制系统。本系统由传感器、显示器、上位机、控制执行单元构成。传感器部分包括数字温度传感器DS18B20、单片机STC89C51、低功耗无线模块nRF905和天线。显示器由LCD1602构成。上位机是由VB的Mscomm控件编写而成。本系统由三个单片机模块构成，其中两个模块用作数据采集的从机，另外一个模块用作数据接收的主机。从
12、机采集温室温湿度并将数据送LCD1602显示，无线发射模块nRF905将采集到的温湿度发送给主机，主机将接收到的数据通过串口发送给上位机，上位机显示温室数据给用户，单片机从机将采集到的数据与预设值比较，决定是否打开控制执行单元，以达到智能控制的效果。2 系统总体设计2.1 系统的整体结构本系统包含一台主机和两台从机。系统的整体结构框图如图2-1所示。温湿度数据NRF905单片机执行器单片机NRF905RS485PC 从机1执行器NRF905单片机主机温湿度数据 从机2图2-1 系统整体结构框图2.2课题需要完成的任务一、完成系统的硬件设计与调试。二、完成温湿度采集的程序设计。三、完成温湿度用L
13、CD1602显示的程序设计。四、完成nRF905无线收发模块收发数据的程序设计。五、完成主机与PC机实现串口通信的程序设计。六、完成控制执行单元软硬件的设计。七、完成VB上位机程序的设计。3 系统硬件设计3.1主控制器的选用 本系统涉及的主要器件包括：主控芯片、DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器、nRF905无线模块，所涉及的器件较多，选择一款合适的主控芯片直接影响到系统的整体性能和设计的最终效果。STC89C51单片机作为目前市场上最为常用的单片机具有结构简单、可控性好、I/0口多、下载程序方便、价格低廉的特点，符合本系统的设计要求，故选用STC89C51单片机作为主控制器。3.2无线传感器nRF905模块3.2.1芯片结构 nRF905片内集成了电源管理、晶体振荡器、低噪声放大器、频率合成器功率、放大器等模块，使用非常方便其详细结构如图3-1所示。图3-1 nRF905的详细结构图3.2.2 接口电路管脚说明nRF905封装如图3-2所示。图3-2 nRF905封装各引脚说明如表3-1所示。表3-1 nRF905管脚说明表管脚名称管脚功能说明1VCC电源电源+1.9-3.6V DC2TX_EN数字输入TX_EN=1发送模式 TX_EN=0接收模式3TRX_CE数字输入使能芯片发射或接收4PWR_UP数字输入芯片上电5uCLK时钟输出本模块
