论文总字数：24830字

摘 要

本文采用单片机设计出一款温湿度智能控制系统，以提高温室大棚的温湿度控制自动化程度。本文从硬件和软件两个方面来分析温湿度自动控制过程，硬件设计主要包括单片机、传感器、液晶屛显示、阈值设定和继电器驱动电路等模块，软件部分采用C语言来进行程序设计。经过不断改进和反复调试，本款温湿度智能控制系统能够准确的反映棚内温湿度的变化和满足对温湿度的控制要求。本系统还可以应用于对环境温湿度有控制要求的其他领域。

关键词：温湿度，单片机，传感器，液晶屏

Abstract：This article adopts MCU to design a humiture intelligent control system, in order to improve the degree of automation of greenhouse humiture control. This article analyzes the humiture automatic control process from two aspects of hardware and software, the hardware design mainly includes modules such as MCU, sensor, LCD, threshold setting and relay drive circuit, while the software use C language for programming. After continuous improvement ang repeated debugging, this humiture intelligent control system can accurately reflect the humiture changes and meet the humiture control requirements. The system can also be applied to other fields that require control of the enviroment humiture.

Keywords：humiture, MCU, sensor, LCD

目 录

1 绪论 3

1.1 课题背景 3

1.2 温室大棚的发展趋势 3

1.3 本课题完成的工作 3

2 总体设计方案 4

2.1 设计思路 4

2.2 总体设计框图 4

3 硬件设计 5

3.1 硬件电路设计概述 5

3.2 单片机主控模块 7

3.3 传感器模块 8

3.4 液晶显示模块 9

3.5 继电器模块 11

3.6 按键电路 12

3.7 EEPROM存储电路 12

4 软件设计 12

4.1 主程序模块 12

4.2 液晶显示模块 13

4.3 传感器模块 14

5 系统分析与调试 15

5.1 软件仿真及调试 15

5.2 硬件安装及调试 17

结论 19

参考文献 20

致谢 21

附录 22

1 绪论

1.1 课题背景

温室是一种不可或缺的设施去生产植物栽培，在温室的必备条件当中最为重要的两个指标是其温度和湿度。在温室中，恰到好处的温度和湿度能够促进栽培植物的健康生长，也能够提高作物产量，所以对温室温度和湿度的实时监测和调整是温室最为重要的栽培步骤。想要进一步促进农业科技水平的发展和进步，进一步提升我国农业的技术优势，解决现阶段我国农业中普遍存在的一些问题，比如农民收入水平不高、城乡差距明显等等，因此对于农业技术的改进、先进农业设施设备的完善都迫在眉睫。由于国家技术水平和经济发展有限，在进行农业技术引进上受到了很大限制，但是现如今随着单片机和各种电子器件性能的普及和发展，高科技的农业生产设备低成本引进已经成为可能。而本设计就以此为突破口，设计出一款能够实现温湿度阈值设置、自动监控、显示和报警等功能的温湿度自动控制系统。

温湿度自动控制系统不仅能给温室大棚中的作物提高良好的生长环境，而且在工业生产方面也发挥了一定的作用。另外石油、粮仓和机械等领域对温湿度的控制要求也非常严格，所以传统的人力方法并不能够实现实时监测，而且成本也相对较高。

温室大棚控制智能系统就可以解决人才资源浪费，管理不及时等众多问题，从而提高作物的生产量和质量，以推动社会经济发展。

1.2 温室大棚的发展趋势

随着温室大棚技术的不断增进，单棚发展趋势已经渐渐演变为连棚发展趋势。温室大棚的规模在一定程度上决定了管理难度和风险，因此对温室大棚的环境温湿度要进行实时监测和自动控制。

在我国温室大棚生产中，温室大棚控制智能系统可以利用温湿度自控的优点，保持棚内的温湿度不受季节变化，满足于温室作物生长的环境需求。现代农业的迅速发展，离不开温室大棚的温湿度自动化系统。

1.3 本课题完成的工作

本课题所要完成的任务是：

（1）进行温湿度控制系统的整体研究与设计；

（2）用户可根据不同作物的生长环境需求去设定温湿度的阈值；

（3）能够实时、精准的采样温度值与湿度值；

（4）采集的温度及湿度值与设定值进行关系判断，如果采样值不在设定的阈值范围内则报警（蜂鸣器鸣响），并且继电器得电驱动负载电路进行工作。

2 总体设计方案

2.1 设计思路

本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制温湿度传感器采集到的信号。通过单总线把信号传递到单片机上，单片机进行数据处理之后，发出控制信号改变报警和执行模块的状态，同时将当前温湿度信息发送到液晶屏进行显示。本系统可以实现温湿度信号采集与显示，通过对温湿度数据的运算处理，发出控制信号，达到被控对象变正常的目的。

2.2 总体设计框图

在此次设计方案中，单片机模块就是整个系统的核心，用来接收输入信息，经过转换后输出所需要的信息。在设计系统时，采用了模块化设计法，分步的设计各个单元功能模块。本课题设计的系统框图如2-1所示。

图2-1 系统方框图

3 硬件设计

3.1 硬件电路设计概述

本设计主要由五大模块组成:主控制模块、传感器模块、液晶显示模块、继电器模块、阈值设定模块。首先，主控制模块是本设计中最为重要的中心模块，在这一模块中主要采用的是STC89C52芯片对整个系统进行控制，实现对其他几个模块的处理。待温湿度传感器DHT11将温湿度采集到之后经过单片机处理再在液晶显示屏LCD上显现出来。同时将温度和湿度的阈值存储在外部EEPROM中，由于其拥有断电保存功能，所以即使在断电的情况下仍然能够保存信息，还可操作按键电路使其阈值提高或降低。如果温、湿度超过设定的阈值就会引发报警。采用继电器得电工作去驱动负载电路，以达到操作外部风扇或吸湿等设备的目的。温湿度测控电路原理图如3-1所示：

图3-1 温湿度测控电路原理图

3.2 单片机主控模块

3.2.1 STC89C52单片机的简介

简单来说单片机就是一种电子芯片，一种微型计算机，这些组件包括中央处理器、存储器、时钟、定时器/计数器、中断系统和I/O接口电路等。单片机具有小体积、低价钱、高性能、操作便利等特征，所以单片机在现代电子技术以及工业领域中已经被广泛运用。另外，对于控制领域来说，技术工作者更加看重的是单片机的低成本、小批量、操作可靠性和控制灵活性。此外，单片机也在一些方面作出了技术创新和改进，比如对各式各样先进仪表的引入，使得仪表的自动化程度提高，对于相应设备的监测也变得更为精准，还促进了整个计算机的运行速度，简化了仪器仪表的硬件结构，提高了性价比。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：24830字