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1、郑州工业应用技术学院本科生毕业设计 题 目：_日光温室自动卷帘机控制系统的设计与仿真_ 指导教师： 王临铭 职称： 讲师 学生姓名： 王松松 学号： 1102120438 专 业： 电气工程及其自动化 院 （系）： 机电工程学院 答辩日期： 2015年5月20日 2015年4月1日1目录摘要1Abstract51绪论71.1自动卷帘机的作用71.2自动卷帘机的原理71.3卷帘机类型71.3.1 拉绳式71.3.2爬行移动式电动机71.3.3摆臂式电机81.3.4悬臂自走式卷帘机81.4卷帘设备的技术标准81.5 使用注意事项91.6自动卷帘机的总体设计方案92硬件设计122.1电动机的选择12
2、2.2机械部分的设计132.2.1减速器传动比的计算与分配132.2.2计算传动装置的运动和动力参数142.3带的选择152.3.1 带的计算152.3.2带的根数确定162.4减速器齿轮的设计及模数的选择162.4.1第一级齿轮传动设计162.4.2第二级齿轮传动设计172.5轴径的设计18轴径的计算182.6 滚轮支架的设计203控制系统设计223.1控制系统的总体设计223.2 P80C51RA+4N的简介233.2.1电源引脚243.2.2时钟引脚253.2.3控制引脚253.2.4 I/O口引脚253.3 P80C51RA+4N最小系统的设计253.3.1 时钟电路273.3.2复位
3、电路273.4 无线通信模块的设计283.4.1 GSM模块的概述283.4.2 TC35的控制简介283.4.3 TC35引脚极其用法简介293.4.4 TC35的联机接口RS232303.4.5 矩阵键盘模块323.4.6 44矩阵键盘的工作原理323.4.7 键盘电路设计323.5存储器的扩展及其接口电路333.5.1 ROM芯片的选用333.5.2地址锁存器SN74LS373N343.5.3 单片机的外扩电路353.6 模数转换器ADC接口的设计363.6.1模数转换器ADC574AJH的简介363.6.2 ADC574AJH的工作特性373.6.3 ADC574AJH与P80C51R
4、A+4N的接口电路图373.7 多路模拟开关39AD7501简介393.8显示器的设计403.8.1 HDSM-577G的简介403.8.2 HDSM-577G的显示原理413.8.3 HDSM-577G与P80C51RA+4N的电路图413.9温度传感器、光照传感器423.9.1 DS18B20的性能特点433.9.2 DS18B20的管脚排列433.9.3 DS18B20的内部结构443.10.单片机控制电动机45单片机控制继电器453.11 步进电机仿卷帘机模块463.11.1 步进电机的工作原理463.11.2 步进电机模拟卷帘机的设计474软件编程474.1软件设计474.2程序设计
5、总流程图484.3源程序如下505结论566致谢567参考文献57摘要随着我国国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，大棚蔬菜市场日渐扩大，尤其是北方地区在寒冷的冬季，仅靠南菜北调长途运输，不仅成本高，而且延误了蔬菜的最佳食用期，所以依靠农业科技大力推广塑料大棚种植蔬菜是蔬菜种植的一个必然发展趋势。由于农民的种植技术、大棚环境管理技术有限，加之很多高效益植物在温度低于15或高于40的情况下就会停止生长，湿度过低或过高也会生长缓慢，光照的时间长短直接影响植物光合作用以及瓜果类作物的酸甜度，而且传统的温湿度和光照度测量方法采用测试器材，人工检测费时费力，因此有必要研制大棚自动温湿度和光照度控制系统
6、，以便实时检测温湿度和光照度，并根据所测的数据控制风机、加热器、卷帘机和湿帘等设备的运行，确保棚内温湿度和光照度环境最适合农作物的生长。 比如温度传感器就是用的DS18B20温度传感器，它是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；自动卷帘机分为机械部分和控制部分，机械部分是电动机通过减速器带动卷轴按照预定在大棚上面的轨道滚动，这样就可以实现草帘子的卷放。控制部分是单片机通过温度传感器，光照传感器和其他相关模块的信号来控
7、制继电器的开关从而来控制电动机的启动、停止、正转、反转以及调速等。电动机的运动又带着草帘的铺开与卷起。这就是自动卷帘机的控制系统，整个系统的电路结构简单，开关元器件较少，可靠性能高。管理人员也可以根据需要随时随地控制草帘子的收放。由此可见，日光温室自动卷帘机控制系统可以根据温度、湿度、光照强度等传感器的实时数据来确定草帘的收放，大大减轻了人工的劳动强度，提高了劳动效率。由于测得的数据都是随着时间变化的变量，所以控制系统能够精确地分析这些数据，从而也会更准确的决定草帘收放的时间，让日光温室里的果蔬能够充分利用阳光生长出更加优质的果实，提高农民的经济效益。关键词 自动卷帘机；P80C51RA+4N
8、单片机控制 ；DS-18B20 数字温度传感器AbstractWith the development of our national economy and the increase of peoples living standard, the market of greenhouse vegetables growing, especially in the north area in the cold winter, only the Southern cuisine north of long-distance transport, not only the high cost, b
9、ut also delayed the vegetables the best edible period, so rely on agricultural science and technology and vigorously promote the plastic greenhouse cultivation of vegetables is a an inevitable trend of the development of vegetable planting. Because the farmer planting technology, Greenhouse Environm
10、ent Management Technology Co., with many high efficiency plant at temperatures below 15 DEG C or higher than 40 deg.c will stop growing, humidity is too low or too high will slow growth, the length of time of illumination affected photosynthesis directly and fruits of sweet and sour, and the traditi
11、onal temperature humidity and illuminance measurement by using a method of testing equipment, artificial detection is time-consuming, so it is necessary to develop greenhouse automatic temperature and humidity and illumination control system for real-time detection of temperature, humidity and illum
12、ination, and according to the measured data control fan, heater, rolling machine and the wet curtain and other equipment operation, ensure the growth of greenhouse temperature humidity and illumination environment most suitable for crops. DS18B20 temperature sensor for temperature sensor is used, it
13、 is a kind of improved intelligent temperature sensor America DALLAS semiconductor companys new temperature measuring elements, compared with the traditional thermal resistance and so on, it can directly read the measured temperature, and can according to the actual requirements through simple progr
14、amming 9 12 digit readout methods single interface unique requires only one port pin for communication; automatic rolling machine is divided into the mechanical part and control part, the mechanical part is the motor through the speed reducer drives the scroll in the canopy above according to the predetermined orbit, which can realize the grass curtain reeling. The control part is the SCM through the temperature sensor, switch light sensors and other related module to control the relay to control the motor start, stop, forward, reverse and speed etc. The movement of t
