论文总字数：22279字

目 录

摘要 0

Abstract 0

1、绪论 1

1.1 本课题研究背景 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 本课题研究目的及意义 1

2、系统方案设计 1

2.1 系统总体设计思路 2

2.2 微控制芯片的选择 2

2.3 温度及湿度测量元件的选择 3

2.4 A/D芯片的选择 3

2.5 显示模块的选择 3

2.6 电磁阀的选择及其驱动 4

3、系统硬件设计 4

3.1 STC89C52单片机概述 4

3.2 最小系统电路 5

3.3 DHT11传感器接口电路 7

3.3.1 DHT11传感器简介 7

3.3.2 DHT11传感模块与单片机的连接 8

3.4 温度测量及A/D转换电路 8

3.4.1 NTC热敏电阻简介 8

3.4.2 A/D芯片简介 8

3.4.3 测温部分电路连接图 10

3.5 按键电路 11

3.6 液晶显示接口电路 11

3.6.1 LCD1602液晶显示器简介 11

3.6.2 LCD1602液晶显示器与单片机的连接 12

3.7 电磁阀驱动电路 13

4、系统的软件设计 15

4.1 开发环境及编程语言介绍 15

4.2 主程序设计 16

4.3 温度采样程序 16

4.4 湿度读取子程序 17

4.4 1602液晶显示子程序设计 19

4.5 按键抗干扰程序 19

4.6 中值滤波 20

5、调试及检测 21

5.1 硬件的焊接 21

5.2 实物调试 21

5.2.1 液晶电路的调试 22

5.2.2 湿度采集部分电路的调试 22

5.2.3 温度采集部分电路的调试 23

6、实验结果与分析 23

6.1 误差分析 23

6.2 实验数据及分析 23

7、总结与展望 26

参考文献 27

致谢 28

基于单片机的智能温室系统

刘国凤

，China

Abstract：Temperature, humidity is important to describe the physical condition of the environment. It affects our quality of life in every way. For example, life: winter air humidity is too small, easily lead to hand and foot and other parts of dry bleeding; summer temperatures are high, bacteria grow faster, easy to produce disease. Production, temperature and humidity is not suitable for easily lead to component failure, affecting the operation of the system. Agriculture, temperature and humidity measurements for greenhouse farming is also critical. But when measuring temperature and humidity, people usually use thermometers, humidity gauges and other tools, but this way can not meet people's high precision, easy operation, real-time high demand. The design of the use of STC89C52 single-chip control to NTC thermistor and AD7799 analog-to-digital conversion circuit and DHT11 digital sensors were real-time measurement of temperature and humidity, and the results shown in the LCD1602 liquid crystal display. The use of solenoid valve to control the water and humidity to adjust the environment to design a simple intelligent greenhouse system. Through the system real-time measurement of the current room temperature and humidity; when the temperature is too high or too low humidity, through the solenoid valve to control the water, to automatically adjust the indoor temperature and humidity objectives.

Key words：STC89C52 microcontroller; NTC thermistor; AD7799analog-to-digital conversion; LCD1602; temperature and humidity measurement; DHT11 digital sensor

1、绪论

1.1 本课题研究背景

温度、湿度是重要的描述环境状况的物理量。它从各个方面影响着我们的生活质量。例如，在生活方面：冬季空气湿度过小，容易造成手足等部位干裂出血；夏季温度变高导致细菌滋生快，容易造成肾病、结核病等疾病；季节交替时温湿度变化幅度过大，容易引起流感等。在生产中由于温度不在适宜范围内引起的材料受损或由于空气中湿度不适宜而引起的事故数见不鲜，不但妨碍了生产流程的可靠运转还会危害到生产体系的完整性以及生产人员的安全。在农业方面，温、湿度的测量和控制对于温室大棚的养殖非常关键，稍有行差踏错就会导致作物的生长迟缓、歉收等一系列问题。为了更好的生活和更高效的生产，人们就要及时对温度、湿度进行实时测量控制，使室内温、湿度保持在适宜的条件下。总而言之，温、湿度对我们的生产生活质量有重大的影响，实施对温、湿度的测量监控日益重要。

1.2 国内外发展现状

20世纪70年代国外就已经对温湿度控制技术进行摸索。最先研发的模拟式的组合仪表被大量应用，这种仪表工作步骤共分采集、指示、记录、控制四步。随着时代发展，分布式控制系统逐步出现在大众的视野中。科技的进步使各种不同性能的采集控制系统层见迭出。随着温湿度测控技术在全球范围内的快速成长，越来越多的国家开始着手研究更加智能化、更能满足人类需求的系统。

而我国比其他国家晚了近十年，所以在温、湿度的测量控制方法上，与其他科技领先的国家对比，还存在大量问题，无法完美满足人们实时性好，精度高，功耗极小，便携性好，节约大量人力物力的需求。对此，我国的技术人员正在努力学习、探索。比如，在《基于单片机的温湿度控制系统中的设计》一文中，作者阐述了以8位AVR微处理器Atmegal16为核心，以无线电收发为传输方式的集检测与调节功能于一体设计方案[1]。在《基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用》一文中，作者提到采用PID算法对系统进行自动控制[2]；在《智能型温室控制系统设计》一文中，作者采用单片机为主控芯片设计了一款主控器与传感器连接完成温湿度等环境参数的采集，并通过数据处理控制执行机构完成相应动作，达到简单有效的调节温湿度等参数的目的[3]。从目前的情况看，我国现有的大部分智能温室系统基本都是从其他国家引进的，这些系统存在两大问题，一个是价格很昂贵，二是由于我国环境以及需求与其他国家的差异造成的水土不服的问题[4]。对此，国内的学者专家们在关于温室的自动控制及其智能化方面着力进行了非常多有价值的探索研究，希望能尽快完善地解决这些问题。可截至目前，我国关于此类系统的研究仍未有较完善的结果，大量设备依然需要从国外购进[5]。是以尽快研制出契合我国人民需求的本土化智能温室系统是当前的的燃眉之急。

1.3 本课题研究目的及意义

人们对物质和精神生活的要求随着经济的发展日益提高。但因为工业发展，生态环境破坏严重，环境因素严重影响着我们的生理健康，温度和湿度就是其中的影响因素之一。所以及时对其进行精确的测量和有效的调节控制变得越来越受到人们重视。从2000年以来，我国相关科研学者积极汲取其它此项技术发展好的国家的先进生产技术和研究理论，在我国现有技术的基础上，对相关技术进行创新，致力于研制出我国本土化的智能系统。同时，随着国内外单片机技术和传感器技术的不断的飞速发展和日渐成熟，以单片机为核心，通过温、湿度传感器进行温湿度数据采集的智能系统越来越普遍，相关技术越来越先进，越来越人性化。这就为我们提供了设计思路，同样以单片机为核心进行控制，以传感器进行数据采集的智能系统用来对温湿度进行测量控制的智能温室系统将会为用户们更好的效劳。

因此，本课题选用STC89C52单片机进行控制，对于环境温度和湿度分别用NTC热敏电阻和DHT11传感器进行数据的采集，以LCD1602构建良好的用户界面，将采集的数据显示出来，便于人们观察记录，通过电磁阀控制喷水系统对环境温湿度进行调节。该系统具有结构简单、体积小、功耗低、实用性高、适用范围广等优点，适合用于日常生活和工业及农业相关生产活动中的温度测控。

2、系统方案设计

2.1 系统总体设计思路

本课题主要研究基于 STC89C52单片机控制的智能温室系统，即将 STC89C52单片机作为核心操控部件，测得的温、湿度数据将传到控制室，并通过1602液晶显示器将实时数据显示出来。以程序中设定的阀值为标准，若当前室内的温湿度超过设定值，则经由电磁阀驱动电路控制电磁阀喷水，从而调节当前室内的温湿度条件的智能温湿度检测控制系统。图2-1为系统框架图。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：22279字

相关图片展示：