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摘 要

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1 选题背景与意义 1

1.2 国内外发展现状 1

第二章 系统设计方案 3

2.1 设计要求 3

2.2 方案选择 3

2.2.1 传感器的选择 3

2.2.2 显示模块的选择 4

第三章 硬件设计 5

3.1系统论述 5

3.2 单片机介绍 5

3.3 DHT11传感器电路 6

3.4 液晶显示电路 7

3.5声音报警模块 8

3.6 按键输入模块 9

第四章 软件设计 10

4.1 总体程序流程图设计 10

4.2 1602液晶程序设计 11

4.3 DHT11传感器程序设计 12

4.4 按键程序设计 13

第五章 硬件组装与调试 14

5.1 元器件的选择与测量 14

5.2 元件的焊接与组装 14

5.3 电路的调试 14

5.3.1 调试方法 14

5.3.2 调试结果 14

5.3.3 报警测试 15

总 结 18

鸣 谢 19

参考文献 20

基于单片机的智能温室控制系统设计与实现

摘要

随着人类工业文明的进步，国家工业化逐渐完成，我国的农业也逐渐从手工劳作走向机械化、规模化、科学化生产。在现代农业生产中，许多作物的种植都会使用温室作为种植场地，以提高生产效率，方便生产管理。但是相比于传统农业种植，温室种植需要相当多的监控技术来支撑，其中一项主要技术就是对温度和湿度的监控，尤其是在种植一些对环境要求较高的作物时。针对这个问题，设计开发一款实用的温湿度监控系统显得十分重要。
构思时分析了当前温室温湿度监控的主要问题，结合考虑目前主流的温湿度监控系统的优缺点，形成了本文的设计思路。使用51单片机作为主控芯片，配合以温湿度传感器为主的检测电路，以及其他外围电路，设计了一款可供实际应用的温湿度传感器。系统在经过实际测试后完成了预期设计的指标，能够用于实际农业生产使用。并且本系统保留了很好的扩展性，在后期可以通过扩展外围元件来对整个系统进行性能上的改善和升级。

关键词：单片机；温湿度；液晶

Design and Implementation of Intelligent Greenhouse Control System Based on Single Chip Computer

Abstract

With the advancement of human industrial civilization, national industrialization has gradually been completed, and China's agriculture has gradually moved from manual labor to mechanized, large-scale, and scientific production. In modern agricultural production, many crops are grown using greenhouses as planting sites to improve production efficiency and facilitate production management. But compared with traditional agricultural planting, greenhouse planting requires considerable monitoring technology to support. One of the main technologies is the monitoring of temperature and humidity, especially when planting some environmentally demanding crops. In response to this problem, it is very important to design and develop a practical temperature and humidity monitoring system.

    During the conception, the main problems of current temperature, room temperature and humidity monitoring are analyzed, and the advantages and disadvantages of the current mainstream temperature and humidity monitoring system are considered. Using 51 single chip microcomputer as the main control chip, with the detection circuit based on temperature and humidity sensor, and other peripheral circuits, a temperature and humidity sensor for practical application was designed. After actual testing, the system has completed the expected design indicators, which can be used in actual agricultural production. And this system retains a good scalability, in the later stage, the performance of the entire system can be improved and upgraded by expanding peripheral components

Keywords:Single Chip Microcompute;Temperature and humidity; Liquid crystal

第一章 绪论

1.1 选题背景与意义

农业自古以来是一个时代工业和科学的集成体现，现代化的农业也是基于现代化的工业技术和科学理论发展起来的。早在第一次工业革命晚期，现代农业就已经逐渐显形，不过由于当时时代背景的限制，相关技术流通较慢，因此一直到第二次世界大战结束之前，现代化农业都没有形成一定的规模。第二次世界大战之后，受美苏冷战的影响，各项科学技术迅猛发展，在此背景下，现代化农业逐渐成熟。
在现代农业中，智能化温室始终占有一席之地，智能化温室的概念最先出现于1949年，美国建成了第一个人工气候实验室，在其中开展一些关于人工干预植物生长、增强植物环境适应力的理论研究，并测试其实际应用效果。真正意义上的智能化温室出现于信息化革命即第三次工业革命时期，各项信息技术的发展催生了各类快响应、高精度传感器，这类传感器非常适合应用在温室种植中，以取代以往的人工检测，大大改善了生产效率、节约了人力成本、更加方便对温室进行管理。第一个实用的智能化温室于上世纪六十年代在奥地利被成功研发。在日后智能化温室发展的进程中，温湿度监测作为温室种植中最基本、最重要的一环，一直是智能化温室发展的重要技术指标之一。
本系统主要设计的是基于单片的智能温湿度控制系统，对温室的温度、湿度进行动态监控，并根据监控所得数据做出准确判断对温控系统和湿控系统进行控制，使作业环境达到要求。
在对系统进行思路构想和资料收集的过程中，发现温度监控和控制一直是一个较难解决的技术问题，其原因在于多数温度监测使用的传感器其自身特性，温度传感器的响应速度通常较慢，并且响应惯性大，并且其变化规律也是非线性的，难以进行非常精准的判断。由于这些监测系统上的缺陷，导致控制系统很难再短时间内做出反应对温度进行有效控制，加上其他一些例如制作工艺、使用环境、系统内部干扰等原因，设计出一款能够满足实际使用、性能优秀、较为理想的温度监测和控制系统对于整个智能化温室乃至现代化农业的发展，都具有重要意义。

1.2 国内外发展现状

国外在这一技术上长期占据主导地位，目前最为先进的是计算机数据采集控制系统的多因子综合控制，这一技术的理论研究已经从自动化生产开始向无人化生产转变。结合温室栽培的特点对大棚内各项参数进行动态采集、自动化PID控制、远程监控以及手机APP远程控制，可以实现全天候、集中式、高效的温室大棚能控及管理。

西方发达国家在现代温室测控技术上起步比较早。1949年，借助于工程技术的发展，美国建成了第一个植物人工气候室，开展了植物对自然环境的适应性和抗御能力的基础及应用研究。20世纪60年代，生产型的高级温室开始应用于农业生产，奥地利首先建成了番茄生产工厂，70年代后荷兰、日本、美国、国、以色列等国家的温室园艺迅猛发展，温室设施广泛应用于园艺作物生产、畜牧业和水产养殖业。
国内技术与国外相比有大约十五年左右的差距，在自动化这一方面国内的温湿度监控系统还没有达到大规模自动生产的水平，并且国内的技术标准还不太统一，制定的标准也与国际通行标准有较大差距。
不过近十年随着国内产业升级转型的步伐加快，传统农业生产正以越来越快的速度向自动化、规模化现代农业生产转变，巨大的时常需求也促进了国内技术的研究，目前国内的各大高校、科研机构都在争相开展此类技术的研究。目前国内的成都飞机工业集团、黄河科技学院等已经在相关技术上取得了突破，拥有了可以媲美国外顶尖技术的实力。所研发的产品也具有很好的环境适应能力和较为简单的操控步骤，未来的市场潜力十分巨大。

1. 系统设计方案

2.1 设计要求

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