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1、基于PIC单片机的实时温度监测系统摘要温室是设施农业的重要组成部分，国内外温室种植业的实践经验表明，提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性。随着传感技术，计算机技术及通讯技术的迅猛发展，现代化温室信息自动采集及智能控制系统的开发已越来越引起人们的重视，并成为一个具有重要意义的研究方向。因此设计了基于PIC单片机的实时温度监测系统，使其对温室环境进行控制，为植物创造适宜的生长条件，从而使农作物获得高产，提高农业生产的经济效益。文中论述了国内外温度检测技术的发展状况，温室温度检测技术的技术应用情况，以及PIC单片机与温度传感器及相关器件的功能介绍，分析了基于PIC单片机实现对温室温
2、度实时监测的硬件设计和软件设计，可以达到预期的控制效果，是一种比较理想的智能控制方案。实时温度监测系统的硬件部分主要由PIC单片机，温度采集及显示电路，输出控制电路，报警电路组成。采用模块化设计方法，方便修改，维护方便。实时温度监测系统的软件部分采用汇编语言实现，主要由主程序模块、功能实现模块及比较运算控制模块三大模块组成，配合硬件电路完成系统功能。关键词PIC单片机；温度传感器；人机控制Automatic Temperature Control System Based On PIC MicrocontrollerAbstractGreenhouse is an important comp
3、onent of agricultural facilities, domestic and international greenhouse farming practices that increase the level of greenhouse automation and management can take advantage of the efficiency of greenhouse agriculture. As the sensor technology, computer technology and the rapid development of communi
4、cation technology, modern greenhouse information automatically collected and intelligent control system development has drawn increasing attention and become an important research direction. Therefore, based on PIC microcontroller design real-time temperature monitoring system, to control the greenh
5、ouse environment, the growth of plant and create appropriate conditions so that access to high-yield crops to increase agricultural production economic efficiency.The paper describes the development of domestic and foreign situation of temperature detection, temperature detection technology, greenho
6、use technology, as well as PIC MCU with temperature sensor and related functions of the device description of the PIC MCU-based real-time monitoring of greenhouse temperature of the hardware design and software designed to achieve the desired control performance, is an ideal of intelligent control s
7、cheme.Real-time temperature monitoring system mainly by the PIC microcontroller hardware, temperature acquisition and display circuit, the output control circuit, alarm circuit .Modular design for easy modification and maintenance.Real-time temperature monitoring system applied to the software assem
8、bly language, mainly by the main program module, function to implement the module and the comparison operator control module composed of three modules, with complete hardware system functions.Keywords PIC Microcontroller; Temperature sensor; man-machine control不要删除行尾的分节符，此行不会被打印目录摘要IAbstractII第1章 绪论
9、11.1 课题的目的与意义11.2 国内外温度检测技术的发展状况11.2.1国外温度检测技术发展11.2.2国内温度检测技术发展21.3 温室温度检测技术的技术应用情况31.4 本课题的主要研究内容6第2章 PIC单片机与温度传感器及相关器件72.1 PIC16F877原理72.1.1 PIC16F877基本功能72.1.2 PIC16F877性能指标82.1.3 PIC16F877指令系统92.2 LM35D温度传感器介绍102.2.1 LM35D基本功能102.2.2 LM35D性能指标122.3 LM358放大器122.4 LED显示模块122.5 本章小结13第3章 温度检测系统硬件设
10、计143.1 系统总体设计143.2 PIC单片机控制电路设计153.3 A/D转换与温度信号采集163.4 数据显示电路设计183.5 信息输入与控制键盘设计193.6 报警电路设计203.7 本章小结21第4章 温度检测系统软件设计224.1 系统软件设计思想224.2 主程序设计224.3 温度数据采集及显示程序设计234.4 温度判断子程序设计244.5 键盘控制子程序设计244.6 本章小结25结论26致谢27参考文献28附录A29附录B33附录C36附录D38第1章 绪论1.1 课题的目的与意义我国大多数地区属大陆性季风气候，冬夏季常盛行相反方向的季风，使气候冬冷夏热，冬干夏雨，四
11、季气候变化大，其自然气候条件难以满足作物生长的环境要求。同时我国南北气候条件差异较大，北方较低的气温造成大部分时间不能进行正常农业生产，造成人力、物力的大量浪费。对农业发展产生一系列不良影响。建造温室进行农业生产的目的是首先解决靠天吃饭的问题，防止恶劣天气，排除季节因素；其次给作物生长创造出一个适宜的生长环境，消除对作物生长不利的环境因素来促进作物生长，使其部分或全部克服外界气候的制约，从而缩短农作物的生长周期，提高作物的产量，获得可观的经济效益。为了使温室的温度更广泛适合农作物的生长，必须对温室温度加以有效的控制。随着计算机技术的进步和智能控制理论的发展，温室环境智能监控系统的研究已经涉及到
12、计算机技术、传感器技术、控制技术、通讯技术、生物技术以及环境科学等多种技术和学科。但现阶段，功能齐全的完全智能化的温室环境监控系统还处于实验阶段，实际应用的还不多，为了提高温室的自动化程度和普及率，实现农作物的优质、高效和高产，开发和研制温室温度环境智能监控系统是十分必要的。本课题在吸收了我国传统温室和国外温室温度控制精华的基础之上，主要针对目前国内的温度检测系统自动化程度较低且普及率不高的现状，将传感器技术和单片机控制技术应用于温度检测系统的设计与研制，设计了一个实用的温度检测控制系统，可以实现对温室主要环境因子温度的综合测控。1.2 国内外温度检测技术的发展状况 1.2.1国外温度检测技术
13、发展国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。其后80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室全部由计算机操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用。日本利用计算机控制温室环境因素的方法，主要是将各种作物不同生长发育阶段所需要的环境条件输入计算机程序，当某一环境因素发生改
14、变时，其余因素自动作出相应修正或调整。美国和荷兰还利用差温管理技术，实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。荷兰是世界著名的设施园艺发达国家，由于土地资源非常紧张，靠围海造田等手段扩大耕地，设施园艺己成为该国农业的重要支柱产业。大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施，基本全部采用计算机控制。在智能温室的发展方面，荷兰自20世纪80年代以来就开始全面开发温室计算机自动控制系统，并不断开发模拟控制软件。到80年代中期，已有5000多台计算机应用于温室，目前荷兰拥有85的温室种植者使用环境控制计算机。种植者只需从软件公司购买温室控制软件，从化学公司购买营养液后，即可按照不
15、同作物的特点进行自动控制，从而满足作物生长发育的最适宜要求。荷兰的全自动化温室成套设备在世界市场上享有很高的技术声誉。美国的温室设备先进，生产水平世界一流，而且社会化服务十分周到，对尖端技术的研究十分重视，高额的利润促进了温室生产规模和环境调节技术。绝大多数温室农场装备了环境控制计算机，温室专家系统已在一些农户的生产业务中发挥作用，并取得经济效益。美国开发的温度计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多因子进行自动调控，还可利用差温管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。目前，美国已将全球定位系统、电脑和遥感遥测
16、等高新技术应用于温室生产，有82的温室使用计算机进行控制，有67的农户使用计算机，其中27的农户还运用了网络技术1。可以看出，由于温度检测技术对温室发展的重要性，而温室是推动农业，国家经济发展的重要因素，国外非常重视温度检测技术的发展，也在这方面取得重大的突破。1.2.2国内温度检测技术发展我国人多地少，人均占有耕地面积少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能的，要用新的方法来提高单位亩产量，温室大棚技术就是其中的一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的限制。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生
