温室大棚控制系统毕设课件.ppt

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1、温室大棚控制系统硬件设计学生：学号：指导老师：1、选题背景及目的温室种植在农业生产中占有越来越重要的地位,传统的温室种植自动化程度很低，基本是靠人工控制温湿度、光照的方式，既耗费人力又不精确，因此需要研制一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度、光照控制系统。现代传感器技术、计算机技术、自动化技术和通信技术的发展为现代温室控制框架提供了多种方案。在二十一世纪未来一段时间内，中国人口将持续增长，而可耕地面积却在逐年减少。所以，研究如何用较少的土地去解决相对较多人口的温饱问题，是具有重要的战略意义的。2、国内外现状国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪7

2、0年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全智能化、无人化的方向发展。遥测技术、网络技术、控制局域网等也已逐渐应用于温室的管理与控制中。从国内温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段: 手动控制，自动化控制，智能控制。3、计设要求设计一个基于单片机的温室大棚环境监测控制系统。（1）温湿度、光照的实时测量及显示。通过传感器对温湿度、光照参数进行采

3、集，单片机对采集到的数据进行处理，由LCD显示屏对当前的温度值、湿度值和光照进行显示。（2）键盘输入。操作人员可根据不同作物不同时期的最适宜生长环境将温度值、湿度值和光照值由键盘设定。便于调节作物在不同生长期所需的最适宜生长环境，以满足不同用户的需求。（3）超限报警功能。报警模块具有两项功能，即为报警灯和声音报警。当采集到的温湿度、光照值与设定值之间存在较大差异时，将及时启动报警装置进行报警。（4）控制功能。当系统报警后，根据报警部分，采取相应措施。如温度过高给大棚通风，温度过低给大棚加热，湿度过低用水泵给大棚灌溉，光照过强大棚关闭遮阳幕，光照过弱大棚开启

4、遮阳幕。4、硬件设计系统总体框图5、系统模块介绍主控模块采用STC12C5A60S2单片机。STC12C5A60低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S)。显示模块采用LCD12864显示屏。带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵图形液晶显示模块；其显示分辨率

5、为128×64, 内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。温度测量模块采用DS18B20。DS18B20数字式温度传感器，体积小，功耗低，抗干扰力强，测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625℃，而且采用3线制与单片机相连，外围电路简单，支持多点组网功能，多个DS18B20可并联在唯一的3线上。是目前在国内外应用最为普遍的一种集成温度传感器。湿度测量模

6、块采用HS1101。HS1101实际上相当于一个可变电容，它将湿度变化转换为电容变化。本设计采用了由NE555定时器组成的多谐振荡电路，然后通过LM331频压转换电路将频率信号进一步转换为电压信号，通过AD转换可直接被计算机采集光照测量模块采用GY-30。数字光强度检测模块GY-30采用ROHM原装BH1750FVI芯片,供电电源3-5v,光照度范围：0-65535lx,传感器内置16bitAD转换器直接数字输出。键盘模块本次设计中，采用4×4矩阵键盘进行温湿度、光照上下限设定以及模式切换。1其中个按键分别被设为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、切换

7、界面、上限设置、下限设置、返回，剩下的两个按键空置。这样，就可以根据不同作物适宜的生长环境直接输入所期望的上下限置，按下确定按键后，系统将根据设定值进行报警控制。报警模块本设计采用声光报警电路。温度、湿度、光照任何一个超过设定范围，蜂鸣器均报警。设计选用二极管的亮灭显示温度、湿度或光照是否过限，这样便于观察，可以更加直接的确定是温湿度还是光照报警了发，给工作人员减少了工作量。蜂鸣器报警电路是通过1根口线经驱动器驱动蜂鸣音声温度控制模块温度控制模块，我们采用的是三极管驱动，此设计方案电路简单。当采集到的温度值低于下限时，温度报警，单片机给予低电平，加热片工作

8、；当采集到的温度值高于上限时，温度报警，风扇工作，给大棚降温。加热