设计基于单片机的温室大棚自动控制系统设计

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1、基于单片机的温室大棚自动控制系统【摘要】本系统由单片机STC89C52、温度检测电路、湿度检测电路、光照度检测电路、键盘扫描电路、时钟电路、传感器电路以及继电器控制电路等部分组成。系统采用STC89C52单片机，功能强、功耗低、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等特点。论文完成了以STC89C52单片机为核心对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的阐述。该系统对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度进行了实时地、连续地检测、直观地

2、显示并进行自动地控制。克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。【关键词】单片机、湿敏传感器、数字温度传感器、光敏电阻、继电器控制。目录1.绪论31.1选题背景31.2国内外的发展现状31.3课题内容、目的及思路31.4设计过程及工艺要求32.方案的比较和选择42.1湿度传感器的选择42.2温度传感器的选择52.3光照度传感器的选择63系统的总体设计63.1确定系统任务63.2系统的组成和工作原理63.3元件的特性93.3.1STC

3、89C52特点93.3.2AD0804特点104.电路设计104.1湿度测量电路104.2温度测量电路114.3光照度测量电路124.4数据显示电路124.5复位电路134.6键盘电路134.7继电器控制电路145.软件设计145.1主程序流程图145.2.参数测量子程序流程图165.3.键盘扫描子程序流程166.总结18参考文献18附录1电子元器件明细表21附录2：系统总体电路图22附录3：实物图23附录4：系统源代码251.绪论1.1选题背景现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些

4、重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、光照强度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用，所以对大棚内的温度、湿度与光照强度等参数的控制就显的非常重要了。传统的方法是用毛发湿度表、酒精温度计等进行人工测量，再对不符合的温度、湿度、光照度通

5、过在温室大棚进行灌溉、降温、遮光等控制操作[1]来调节，这种人工测控的方法费时费力、效率低、且无法保证测量的连续性，测量的误差大、随机性大，随意性强。为了克服以上几点不足，我们需要一种造价低廉，使用方便且测量准确的自动测控系统。1.2国内外的发展现状国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件，不利于在我国广泛地推广，而当今在我国大多数地方对大棚温度、湿度、二氧化碳含量，光照强度的检测与控制都采用人工管理，存在着测控精度低、劳动

6、强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。本系统主要针对温室大棚内温度、湿度，光照强度研制了单片机控制的温室大棚自动控制系统,综合考虑系统的精度、效率以及经济性要求三个方面因素之后，最终确定以STC89C52单片机为控制核心，选用性价比比较高的传感器，实现对温湿度的精确测量与准确控制，同时又具有价格低等优点，便于在我国推广。1.3课题内容、目的及思路本系统主要采用STC89c52单片机作为系统的控制核心，由温室内的空气温

7、度传感器、土壤湿度传感器、光照度传感器采集数据，经过模数转换后送入单片机，由单片机根据采集的数据做出相应的控制，例如控制继电器的开合，使换气风扇、滴灌设备、遮阳幕等设备的启动或停止，达到控制温室各项参数的目的。同时在外接的LCD液晶上显示实时参数，便于观察。外接的键盘可以设定系统控制的温度值，以满足不同条件下对温度的不同要求。1.4设计过程及工艺要求在本系统中为了保证对温度、湿度和光照度的检测的实时性和准确性，采用了数字温度传感器DS18B20来检测温度。采用湿度传感器HS1101来检测土壤湿度

8、。采用光敏电阻检测光照度。最后通过单片机STC89C52处理后显示在1602液晶显示屏上，并通过控制继电器的开合控制相应的调节部件对植物的生长环境的各项参数进行调节，以达到适合植物生长的环境条件。本系统的基本功能有：检测空气温度、土壤湿度、环境光照度。显示以上各项参数并自动调节。2.方案的比较和选择2.1湿度传感器的选择单片机作为控制核心，要有被检测信号输入，由单片机处理。如何准确的确定外围环境的各项参数就显的非常重要。传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始