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摘 要

本次设计制作了一个基于GPRS的温室远程监测系统，本次系统由温湿度传感器DHT11、单片机STC89C52、SIM800C通讯模块、MQ-2烟雾传感器、LCD1602显示器、蜂鸣器。本次设计的步骤为首先温湿度传感器在大棚中采集温湿度，烟雾传感器检测烟雾浓度。然后将采集完的数据交给单片机进行一系列的处理，并在液晶屏上显示。并通过GSM/GPRS模块SIM800C每隔一段时间发送短信给手机，达到无人实时监测的目的。当检测参数超过报警值时（包括温湿度值超过报警值和烟雾浓度值超过报警值），相应红灯亮，产生蜂鸣器报警，同时通过SIM800C模块发出相应的报警短信，并在报警后启动风扇装置进行降温。经运行证明，该系统稳定且符合设计要求。

关键词：STC89C52单片机；SIM800C模块；烟雾传感器；温湿度传感器；温室监测

Greenhouse temperature wireless monitoring system based on the GPRS

Abstract

This design has produced a greenhouse remote monitoring system based on GPRS. This system consists of temperature and humidity sensor DHT11, SCM STC89C52, SIM800C communication module, mq-2 smoke sensor, LED indicator light and buzzer. The steps of this design are as follows: first, the temperature and humidity sensor collects the temperature and humidity in the greenhouse, and the smoke sensor detects the concentration of smoke. Then the collected data to the single chip microcomputer for a series of processing, and on the LCD display. When the detection parameters exceed the alarm value, the corresponding red light will be on, generating a buzzer alarm, and sending the corresponding alarm message through the GPRS module. So as to achieve the purpose of unmanned monitoring greenhouse. It is proved that the system is stable and meets the design requirements.

Key words: STC89C52 single chip microcomputer; GPRS module; Smoke sensor; Temperature and humidity sensor; Greenhouse; monitoring

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景与意义 1

1.2国内外现状 1

第二章 系统方案设计 2

2.1系统工作原理 2

2.2系统基本功能 2

2.3系统结构框图 2

2.4单片机的选择 3

2.5温湿度传感器的选择 3

2.6显示模块的选择 3

第三章 系统硬件设计 4

3.1SIM800C模块 4

3.1.1SIM800C串口通信 4

3.1.2SIM800C的主要特性 4

3.1.3SIM800C的模块图 5

3.2单片机STC89C52 5

3.2.1单片机STC89C52的器件参数 6

3.2.2单片机最小系统设计 6

3.2.3时钟电路的设计 7

3.2.4复位电路设计 7

3.3温湿度电路设计 8

3.3.1数字温湿度传感器DHT11 8

3.3.2数字温湿度传感器DHT11的串行接口 8

3.3.3温湿度检测电路介绍 10

3.4旁热式结构半导体式可燃气体敏感元件MQ-2 11

3.5液晶显示电路设计 11

3.5.1LCD1602液晶模块介绍 11

3.5.2液晶显示屏的原理和分类 11

3.5.3液晶显示屏的字符的显示 12

3.5.4液晶显示电路介绍 12

3.6时钟电路设计 12

3.7按键电路的设计 13

3.8电源电路设置 13

第四章 系统软件设计 14

4.1主程序设计 14

4.2 温湿度检测子程序设计 14

4.3液晶显示子程序设计 15

4.4按键设置子程序设计 16

4.5时钟驱动子程序设计 17

4.6GPRS模块软件设置 17

4.6.1相关的GPRS模块AT指令 17

4.6.2AT指令的格式 18

4.6.3短消息的编码方式 18

第五章 系统调试 19

5.1硬件调试 19

5.2软件调试 21

5.3系统联调 21

总结 22

参考文献 23

致谢 24

附录 25

第一章 绪论

1.1课题背景与意义

传统温室的环境监控系统要求操作者必须亲临现场操作，实现对温室温度、湿度和通风系统等的控测，但是这种方式限值了人的工作地点。尤其是当温室的环境异常时，我们又恰好不知道。所以急需一种智能化的方法来解决这个难题。随着现代科技的日益发展，我国的温室也逐渐向科技化、智能化的方向发展。以前需要人天天在现场的传统温室已经逐渐转向可以实现无线远程监测的智能化温室。GPRS通信技术由于收费不高、传播不受限、等一些列优点已被广泛地应用在各大温室大棚中，本文拟建立一个基于GPRS模块SIM800C,通过每隔一段时间发送短信来了解当前环境的温湿度值，该系统通过单片机STC89C52控制温室温湿度、烟雾浓度数据采集，并由SIM800C模块每隔一段时间向手机实时发送短信，了解当前温湿度值，一旦温室大棚的温湿度或烟雾浓度超过当前设定值，还会通过短信来进行报警，并且一旦温度超标后，可以启动风扇进行降温。让我们即使在千里之外也能知道当前环境是否超标，并通过一系列操作来减少损失。从而达到温室远程无人监测的目的。^[9]

1.2国内外现状

近年来，基于有线网络的通信手段得到初步较好地应用，这些远程的通信手段包括通过电话网通信、Internet网络这些有线网络通信等，这些远程通信方法具有投资少、成本低、可靠性高等系列特点。但在一些特殊的场合下，如无人看守的场所中,一些山区中采用上述的有线通信是非常不理想的，且资费也较大。随着手机短信应用资费的不断下调及其通信网络的不断完善，应用手机短消息来进行远程监控具有很广阔的应用前景，使用GPRS、GSM短消息来传递数据信息也是近年来遥测遥控发展领域中的热门技术。
某些测温设备在一些条件比较恶劣、不宜人居住的地方。这些地方不适合派人驻守。如果在数据的传输部分加装GPRS/GSM短消息模块，便可利用GPRS/GSM网组成的传输系统，使系统的可靠性、抗干扰性、稳定性、可维护性、功能扩展性等方面具有明显的优越性，并可降低运营成本和劳动强度。本课题研制的温度监测报警就是以GPRS/GSM模块SIM800C发送短消息方式为通信手段的。^[4]

第二章 系统方案设计

2.1系统工作原理

本次设计主要分为硬件设计和软件设计两大部分，硬件部分为通讯模块SIM800C、单片机STC89C52、液晶显示屏LCD1602、温湿度传感器DHT11模块。软件部分为用AT指令让SIM800C通讯模块发送报警短信、单片机主程序设计、温湿度采集子程序设计、液晶显示子程序设计、按键子程序设计、报警子程序设计、时钟子程序

本系统以STC89C52单片机为控制核心，通过其对其他模块加以控制，温湿度采集子程序负责采集温湿度值，按键子程序负责设计报警值，SIM800C模块负责发送短消息、时钟子程序可以让单片机断电也能保存时间数据。

2.2系统基本功能

本次设计可以通过温湿度传感器DHT11来测量温湿度，烟雾传感器MQ-2可以来测量当前环境的烟雾浓度。可以通过SIM800C模块每隔1min来向手机发送短信，可以通过按键设置来设置温湿度报警值、烟雾浓度报警值。当温湿度超过当前的预设值时，蜂鸣器会发出报警且启动风扇转动。然后再次通过SIM800C向手机发送短信报警。^[7]

2.3系统结构框图

2.4单片机的选择

方案一：STM32单片机

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