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1、石家庄铁道大学四方学院毕业设计基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计The Design of Vegetable Greenhouse Multi-point Temperature Measurement System Based on DS18B20 2012 届 电气工程 系专业 自动化 学号 学生姓名 指导老师 刘成群 完成日期 2012年5月15日毕业设计成绩单学生姓名 学号 班级 专业 毕业设计题目基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计指导教师姓名刘成群指导教师职称工程师评 定 成 绩 指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长(主任) 签字：年 月 日毕业设计
2、任务书题 目基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计学生姓名 学号 班级 专业 承担指导任务单位电气工程系导师姓名刘成群导师职称工程师一、基本要求用数字温度传感器18B20实现10点以上环境温度检测，单片机分析各点数据，显示出各温度点数值，并能实现温度超限报警。此系统可应用于对环境温度检测要求比较高的场合，如家庭温度检测，粮仓温度检测、蔬菜大棚等。要求做出实物。二、技术参数和要求1）系统供电电压：DC5V。2）检测精度：1度。3）将18B20的信号线连在一起，用单片机的一个I/O口实现所有器件的读，实现真正的一线传感器。4）四个数码管（两位显示地点编号，两位显示温度），三个指示灯（报警灯，
3、设定指示灯，工作状态灯），四个按键。5）工作状态。1. 间隔3秒循环显示各点温度，工作状态灯闪烁。 2. 固定显示某点温度，工作状态灯常亮。6）可以设定各点报警温度值。7）某一个地点产生报警后，报警灯闪烁，蜂鸣器响，数码显示报警地点编号和温度，若是有多点报警则间隔 2秒循环显示。三、系统结构整体可分为五部分:单片机、传感器、按键、数码管、声光报警。1）单片机负责温度数据采集并进行分析处理。2）按键决定系统的工作状态。3）数码管显示部分，负责显示数据。4）声光报警温度超限时给予报警。四、应收集的资料及参考文献1）裴清华.基于AT89C51单片机的蔬菜大棚控制系统J;计算机与现代化;2010年01
4、期2）高峰.单片微型计算机原理与接口技术M.科学出版社,2007-4.104131.3）包敬海;樊东红;陆安山;龚文锋.基于DS18B20的多点体温检测系统的研究J;自动化与仪表;2010年02期五、进度计划第1周： 收集资料，完成开题报告。第2周第3周： 方案设计。第4周第8周： 系统设计、制作设计电路图。第8周： 中期检查。第9周第12周： 系统调试，撰写论文。第13周第14周：撰写论文，审核，定稿。第15周第16周：答辩环节。教研室主任签字时间年 月 日毕业设计开题报告题目基于DS18B20的蔬菜大棚多点测温系统设计 学生姓名 学号 班级 专业 一、课题背景近年来，随着我国农业科技的发展
5、，蔬菜大棚技术得到了广泛的普及应用，温室大棚数量日渐增多。对于这些蔬菜大棚来说，温度是衡量温室大棚的重要指标，它直接影响到栽培作物的生长和产量。为了实现蔬菜大棚生产优质、高产，加强温室内的温度的检测是十分有必要的，但是传统的方法是用双金属式测量计等测试器材进行测量，通过人工进行检测，对不符合温度要求的大棚进行升温和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测量的温度误差大，随机性大。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的控制措施就显现出很大的局限性。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温度测量仪。该设计即是针对这一问题，设计出了能够实现温度自动检测、显示、上下
6、限报警等多功能的温度检测系统。它以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。二、国内外研究现状从国内外蔬菜大棚温度检测技术的发展状况来看，蔬菜大棚温度检测技术大致经历了2个发展阶段：1人工测量阶段：在人工测量阶段，主要采用两种测量方法。第一种是原始的检测方法，生产一线的种植者是蔬菜大棚温度检测系统的传感器，他们通过对蔬菜大棚内外的气候状况和对作物的生长状况进行观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节蔬菜大棚内的环境。种植者凭借自己的经验和直觉对蔬菜的生长环境温度进行测量，是传统农业的生产方式。这
7、种测量方法劳动生产率较低、误差较大，不符合工业化农业的生产需要，而且对种植者的素质要求较高。第二种是传统的检测方式，采用双金属式测量计等测试器材进行测量，人工检测。双金属温度计的缺点为测温范围较小、精度相对不高，从而误差较大，而且这种测试方法费时费力，效率低。不符合工业化农业生产的需要。2自动测量阶段：在自动测量阶段，种植者输入蔬菜大棚的生产作物所需环境的目的参数，单片机根据传感器实际的测量值与事先设定的目标进行比较，以决定蔬菜大棚环境温度的测量，并进行报警，相应的控制机构进行加热、降温等动作。自动控制的蔬菜大棚温度检测技术，实现了生产的自动化，适合规模化种植，劳动生产率得到了提高。通过改变温
8、室环境设定的目标值，可以自动的进行温室内环境气候调节。使作物处在最佳的生产状态。在自动测温系统中，单片机多点温度测控系统，具有测量精度高、稳定性好、配置灵活、成本低廉、容易扩展、传输距离远且抗干扰性强等特点。符合工业化农业生产的需要。本设计采用的是DS18B20温度传感器进行温度测量，DS18B20是一款性能优异的智能集成数字式传感器，体积小、功耗低、性能高、抗干扰能力强、使用简单。恰恰符合了工业化农业生产的需要可大规模推广，实际应用意义更加广泛。三、所要进行的主要工作和所采用的方法、手段1主要工作：1) 资料收集：查阅与本课题相关的中英文文献资料。2) 单片机、温度传感器型号的确定电路图的设
9、计 单片机主程序的编写 3) 用protel画出原理图、PCB版图，焊接电路4) 完成系统设计，然后对电路的各个部分进行相关调试，并进行测试2采用的方法、手段本文是选用AT89C51单片机与DS18B20组成的蔬菜大棚多点测温系统。AT89C51是一款高性能、兼容性强、程序编写灵活性强、价格低廉的一款单片机，符合本文设计的要求。DS18B20数字式温度传感器，每个DS18B20都有一个唯一的64位ROM序列号，通过查询此序列号，就可以区分不同的器件，从而实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的，确保在应用时能被唯一标识，以实现对对象的准确控制。DS18B20的温度测量范围为-55+125，测
10、量精度为1。能将被测量的温度直接转化成串行数字信号，通过单片机，将温度显示到数码管上，并可实现温度上下限报警。还可通过按键对温度上下进行设置,实现温度上下限可变的蔬菜大棚温度检测系统。四、预期目标系统完成后可以通过温度传感器DS18B20对大棚的多位置温度进行测量，通过单片机AT89C51对采集到的数据进行处理，用数字温度传感器18B20实现10点以上环境温度检测，单片机分析个点数据，显示出各温度点数值，且能实现温度超限报警，并做出实物。指导教师签字时 间 年 月 日摘要温度是影响蔬菜大棚内作物生长的重要因素，温度过高或过低，都会影响蔬菜的生长。传统的温度控制是用温度计来测量，并根据此温度人工
11、来调节其温度。但仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。为此，现代的蔬菜大棚管理中通常需要温度自动检测控制系统，对蔬菜大棚内的温度进行实时检测控制，以使蔬菜大棚内的作物保持在最佳的生长状态。本文介绍了基于AT89C51单片机和10个DS18B20传感器的蔬菜大棚多点测温系统。其中DS18B20为温度采集模块, AT89C51单片机作为主要控制器，并配合数码管显示电路，按键控制电路，温度上下限调整电路，声光报警等电路实现10点单总线多点温度的检测、显示、温度上下限可调的温度检测系统。通过按键对单片机的工作状态进行控制，确定其工作在测温状态、报警状态、还是设定状态。按键设定温度上下限，以适应不同种类
12、、不同生长时期作物生长所需最适温度的要求。在系统设计过程中充分考虑性价比，选用价格低、微功耗、性能稳定的元器件。该温度测量仪具有连接点数多，传输距离远，扩展方便，便于构成采集系统及价格低廉等优点，非常适用于多点蔬菜大棚的温度检测，能够方便准确地显示蔬菜大棚内的温度，且省时省力。能有效保证蔬菜的正常生长，为蔬菜的生长提供稳定的环境场所。关键词：温度DS18B20单总线多点蔬菜大棚AbstractTemperature is an important factor to affect crop growth in the vegetable greenhouse. The temperature
13、will affect the growth of vegetables when it is too high or too low. Traditional temperature control with a thermometer to measure the manual is to adjust the temperature according to this temperature. However, merely relying on the manual control not only waste the labor force but also prone to err
14、or. To this end, modern vegetable greenhouse management usually requires automatic temperature control system is detected. The real-time detection and control of temperature in the vegetable greenhouse will keep the vegetable greenhouse crops maintaining an optimal growth state.This paper introduces the vegetable greenhouses multi-point temperature measurement system based on AT89C51 microcontroller, C language, and 10 DS18B20 sensor. DS18B20 is the temperature
