大棚温室度自动检测系统的设计与实现

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1、第1章引言1.1课题的背景及意义在人类的生活环境中，温度一直是一个不可忽视的因素，不论你在做什么，你都会受到温度的影响。现代工业革命以来，工业发展也与温度有着密切的联系。温度对工业的影响已经深入到各种各样的工业部门，可以说近百分之八十的工业部门都不得不考虑着温度的因素。工业这样，农业生产也是这样。大棚就特别需要注意温度的影响。塑料大棚是一种简易实用的保护地载培设施，由于其建设难度小、使用起来不需要很高的技术、花费不多，随着塑料工业的发展，大棚被推广到了世界各地。塑料大棚能够很好地利用太阳能，能够保持一定的温度，并通过倦膜使温度和湿度在一定的合理范围内。因此，塑料大棚在我

2、国淮河以北地区，主要是起到春季前、秋季后的保温培植作用，一般春季可提前20—25天，秋季能延后25—30天，但不能在冬天进行栽培，否则会把植株冻坏；在我国淮河以南地区，塑料大棚除了可以在冬春季节进行蔬菜、花卉等经济作物的保温和越冬培植外，还可更换遮荫网用来夏秋季节的遮荫降温和防雨、防风、防雹等。我国地域辽阔，各地的气候条件差异很大，利用塑料大棚进行果蔬、花卉等的设施栽培，对填补冬春季蔬菜的供应缺口起到了重要作用，具有明显的社会效益和现实的巨大的经济效益。大棚外覆盖的薄膜的密封性很好，因此在覆盖薄膜后棚内土壤水分蒸发和植物的蒸腾作用造成棚内空气湿度很高。当大棚内温度升高时

3、，相对湿度降低，大棚内温度降低时相对湿度升高。晴天、风天时，相对温度低，阴、雨（雾）天时相对温度增高。在密闭的情况下，白天棚里相对湿度通常在70%左右，夜间经常在85%左右，最高达90%。不同的作物需要不同的空气湿度，一般白天要求维持在50－60%，夜间在80－90%。为了减轻病害的危害，夜间的湿度宜控制在80%左右。因此，棚内必须按作物的要求，保持适宜的湿度。大棚的温湿度控制对于农作物产量提高尤为重要，而要控制大棚温湿度，首先必须要能准确的测量出温湿度数据，才能根据实际的温湿度情况采取相应的措施。比如通风降温、除湿等等。采取相应的措施之后也要及时的采集相关的温湿度数据

4、，并根据数据的结果分析研判采取的措施是否合理、有效。因此，我们需要一种温湿度检测工具。而以前的温室环境监测技术太过于依赖人工，这就会导致操作不方便、成本高、而且误差较大，就拿温度监测来说，传统的大棚都是在棚内放置一个温度计，然后人工去读取数值并记录来采集温度数据的。随着科学技术的发展，显然以前的这些方法已经不适用于现在的要求了，迫切需要一种更好更新的技术来解决这一问题。[13] 在现在这个信息爆炸的时代，我们的日常生活可以说和计算机息息相关，除了没我们经常使用的个人计算机外，我们家里、办公室里的各种电器上都有一个电脑芯片，它被称为单片机（MCU）。它在许多领域都起着关键

5、的作用。利用单片机作为大棚温湿度监测的控制器有许多的好处，比如：控制方便，组态简单和灵活等优点。因此，本课题就利用单片机进行大棚温湿度自动检测系统的设计与实现。[1]而且，现在物联网是一个趋势，大棚温湿度自动检测系统的实现让大棚中的物联网实现成为可能。可以将本设计用串口线将温湿度数据上传至电脑，进一步通过互联网将温湿度数据上传至云端、网页、用户的手机APP。这样在加上一些其他的设备就可以实现大棚的温湿度远程控制。第2章总体设计方案及器件介绍本设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，DHT11温湿度传感器，采用LCD1602作为显示器，采用蜂鸣器为报警手段，采用键盘作为

6、用户交互设备。实现了以下功能:（1）每隔2S自动检测实时温湿度信息，并将温湿度信息显示到液晶屏上。（2）用户可通过键盘进行温湿度报警值的设置（3）在环境温湿度达到报警值时，系统会自动开启蜂鸣器报警（4）可以通过连接加温、降温、加湿、除湿设备实现温湿度的稳定控制系统框图如图2-1所示。图2-1系统框图2.1AT89S52单片机本次设计所采用的芯片为AT89S52单片机，MCS51系列单片机主要包括基本型产品8031/8051/8751（对应的低功耗型80C31/80C51/87C51和增强型产品8032/8052/8752）。虽然他们是8位的单片机，但是具有品种全、可兼容

7、、性能价格比高等特点且软硬件应用设计资料丰富齐全，已经被许多工程采用。2.1.1AT89S52单片机内部结构及功能部件NCS-51系列单片机主要是由8部分构成的：（1）一个8位中央处理器，它由运算单元、控制单元组成，其中包括振荡电路和时钟电路，其主要完成单片机的运算和控制功能。它是单片微型计算机机的控制中枢，单片机的大部分功能是由cpu控制的。（2）128个字节的片内数据RAM存储器，其片外数据存储器的寻址范围为64KB，用于存放可读写的数据，如运算的中间结果或最终结果等。（3）4KB的片内程序只读存储器ROM。它的寻址范围可以达到64K