论文总字数：29238字

摘 要

温室大棚的应用越来越广泛，将现代科技与其结合无疑使我们的生活生产更加高效高质。本文旨在论述一种温室参数实时监控的设计，本设计基于单片机通过各类环境检测传感器以及无线传输模块构成。采用温湿度传感器DHT11来测量温湿度，其功能强大，应用于电路中不用进行AD转换即可直接输出数字信号；采用光敏电阻测量光照强度，这部分连接了一个ADC0832芯片，其目的是将光敏电阻采集到的模拟电压转换为数字信号传给单片机进行处理；二氧化碳浓度的采集使用一个MH-Z14 NDIR二氧化碳传感器，最后通过无线模块nRF24L01来进行信号传送，使用LCD1602来显示参数。

关键词：STC89C52；温湿度传感器DHT11；二氧化碳传感器MH-Z14 NDIR；无线模块nRF24L01；液晶显示屏LCD1602

Design of Greenhouse Parameter Monitoring System Based on MCU

Abstract

The application of greenhouse is more and more extensive, combining modern technology with it will undoubtedly make our life and production more efficient and high-quality. The purpose of this paper is to discuss a design of real-time monitoring of greenhouse parameters, which is based on MCU and consists of various environmental detection sensors and wireless transmission modules. The temperature and humidity sensor DHT11 is used to measure temperature and humidity, which is powerful and can directly output digital signals without AD conversion when used in circuits; Photoresistance is used to measure the light intensity. This part is connected with an ADC0832 chip, which aims to convert the analog voltage collected by the photoresistor into a digital signal and send it to MCU for processing; A MH-Z14 NDIR carbon dioxide sensor is used to collect the carbon dioxide concentration. finally, the signal is transmitted through the wireless module nRF24L01, and the parameters are displayed by LCD1602.

Keywords：STC89C52；temperature and humidity sensor DHT11；carbon dioxide sensor MH-Z14 NDIR；wireless module NRF24L01；The liquid crystal display LCD1602

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题背景 1

1.2 立题的目的及意义 1

1.3 国内外的研究现状及发展趋势 2

1.3.1 国外温室监控技术发展 2

1.3.2 国内温室监控技术发展 2

1.4 本系统主要研究内容 3

第二章 系统方案的论证 4

2.1 MCU的选用 4

2.2 温湿度传感器的选用 4

2.3 光照强度检测模块的选材 4

2.4 二氧化碳传感器的选用 5

2.5 显示屏的选用 5

2.6 无线模块的选用 5

2.7 系统方案总设计 5

2.7.1 系统功能设计 5

2.7.2 系统的组成 5

2.7.3 系统工作原理 6

第三章 系统硬件设计 8

3.1 单片机系统设计 8

3.2 温湿度传感器设计 9

3.3 光照强度数据采集设计 10

3.4 二氧化碳浓度数据采集设计 10

3.5 无线模块设计 11

3.6 液晶显示装置设计 12

第四章 系统软件设计 14

4.1 系统初始化模块 14

4.2 数据采集模块 14

4.2.1 温湿度检测软件设计 14

4.2.2 光照强度检测软件设计 15

4.2.3 二氧化碳浓度检测软件设计 16

4.3 无线模块 16

4.3.1 无线发送模块部分 16

4.3.2 无线接收模块部分 16

4.4 显示模块软件设计 17

4.5 按键模块软件设计 18

4.6 存储模块软件设计 19

第五章 硬件调试 20

第六章 结束语 23

致 谢 24

参考文献（References） 25

附 录 26

第一章 引 言

课题背景

在与时俱进的科技发展潮流下，基于无线传输的环境监测系统也成为了农业温室大棚技术研究的热门方向。通过国内外大量科学实验和研究数据证明，环境的控制对蔬菜生产有着非常重要的作用^[1]。因此，温室环境参数的监控就显得尤为重要，因为它是实现温室大棚自动化管理的关键环节。

因此，为给温室果蔬提供一个适宜生长的环境满足其生存生长以达到高质高产的目的，首先我们需要对温室内的环境进行智能监控。国内外研究表明，最影响农作物的环境因素有空气温湿度、光照强度以及二氧化碳浓度等。基于此背景下，本文将开发研制一套基于单片机的智能温室参数监控系统，以实现温室大棚的环境监测。

立题的目的及意义

自古民以食为天，对作物的种植培养本身就是一直以来亘古不变的话题。种植人员在对作物的观察中慢慢发现，环境是对植物生长有重大影响。研究显示，影响作物生长的主要因素有温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。水是生命之源，作物生长自然是离不开水的，对于一些水培植物，则更是十分重要；热量对作物的影响也是如此，热量在很大程度上决定着农作物的产量，例如水稻就是一种在热量不同的地区生长时期也会有所不同的农作物，而水稻是我国主要的粮食之一，其质量产量对我国的温饱情况有着不可忽视的影响；有一句古话说“万物生长靠太阳”，由此可看出智慧的劳动人民一早就看出光照也对作物生长有不容小觑的作用，学过生物的我们也知道，光是绿叶植物进行光合作用的重要条件，光照较好的环境下作物自然生长的更好；除此之外，研究还表明二氧化碳浓度也在悄无声息地影响着作物的生长，只有在环境内的二氧化碳达到一定浓度下，绿色植物才可进行光合作用，而且在此环境下，其浓度越高，光合速率越快，直到趋于饱和状态。因此，勤劳智慧的劳动人民建造出温室以供作物生长，通过改变温室内的环境参数为作物提供最适宜的生长条件，人工改变其生长环境以消除恶劣气候的影响，从而实现农作物的高质量和高产量，进而满足人们对食物的需求。因此，对温室环境的监控也是大棚温室技术极其重要的一部分。

本系统的核心是单片机STC89C52，与各类环境参数检测模块相连，接收参数并进行数据处理，然后通过无线传输将采集的数据发送至接收端进行环境参数显示。本设计具有高实用性、高可靠性、运行稳定、高性价比、市场应用潜力大等优点。STC89C52是常用于系统控制的单片机，用其搭建温室监控系统的参考资料也很多，而且STC89C52单片机功能繁多、易上手且性价比高。使用STC89C52单片机搭建温室大棚的参数监控系统，可以实时反映温室内的温湿度、光照强度以及二氧化碳浓度这些环境因素的变化。随着传感技术水平的不断发展，使得农业智能化检测水平不断提高，对农作物的生长环境参数的自动化检测得以实现^[2]。

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