塑料大棚内温湿度监控系统的设计设计学士学位论文.docx
《塑料大棚内温湿度监控系统的设计设计学士学位论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料大棚内温湿度监控系统的设计设计学士学位论文.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
塑料大棚内温湿度监控系统的设计设计学士学位论文
毕业论文（设计）
论文题目：
塑料大棚内温湿度监控系统的设计
学生姓名：
王鹏鹏
学号：
1008040234
所在院系：
电气信息工程学院
专业名称：
通信工程
届次：
2014届
指导教师：
王丽
淮南师范学院本科毕业论文（设计）
诚信承诺书
1.本人郑重承诺：
所呈交的毕业论文（设计），题目《》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；
2.毕业论文（设计）所使用的相关资料、数据、观点等均真实可靠，文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已注释说明来源；
3.毕业论文（设计）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；
4.本人已被告知并清楚：
学院对毕业论文（设计）中的抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理，并可能导致毕业论文（设计）成绩不合格，无法正常毕业、取消学士学位资格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果；
5.若在省教育厅、学院组织的毕业论文（设计）检查、评比中，被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为，本人愿意接受学院按有关规定给予的处理，并承担相应责任。
学生（签名）：
日期：
年月日
塑料大棚内温湿度监控系统的设计
学生：
王鹏鹏（指导教师：
王丽）
（淮南师范学院电气信息工程学院）
摘要：
温室技术不断发展。
目前很多温室都正在使用。
温室作物的管理，跟两个因素息息相关。
一个是温度，另外一个是湿度。
在本文中主电路和软件设计分别是用STC89C51和C语言。
用STC89C51当控制器，DHT11温湿度传感器来采集数据，这样系统的整体构架就出来了。
同时还有温度显示与控制的功能。
基于这个控制系统的设计模块，该系统非常的稳定。
而且整体的设计非常的简单。
关键词：
温湿度；STC89C51；DHT11；传感器；控制系统
Thedesignoftheplasticgreenhousetemperatureandhumiditymonitoringsystem
Student:
WangPengpeng（GuidanceTeacher:
WangLi）
（CollegeofElectricalandInformationEngineeringofHuainanNormalUniversity）
Abstract:
Recently,withthedevelopmentofGreenhousetechnology,moreandmoregreenhouseshavebeenused.ThemanagementofGreenhousecropiscloselyrelatedtothesetwofactors---temperatureandhumidity.Inthispaper,maincircuitandsoftwaredesignadoptSTC89C51andClanguageprogramrespectively.Inordertocollectdata,IuseSTC89C51ascontrollerandDHT11astemperatureandhumiditysensor.Inthisway,youcanseethewholeframeworkofthesystemclearly.Besides,thefunctionsoftemperaturedisplayandcontrollingareexpanded.Thecontrolsystemdesignbasedmodules,thesystemisverystable.
Keywords:
TemperatureandHumidity;STC89C51;DHT11;Sensor;ControlSystem
1.绪论
1.1设计背景和研究意义
当今社会发展迅速，同时物质水平也有很大的提升，因此对于高品质的农产品有了更多的需求。
我们迫切需要一种新的生产方式，以满足人们的需求。
而对这些要求的满足，离不开生产技术的提高。
提高农作物生产技术，是一种对传统种植的挑战。
但是在现代化科学的前提下，很多东西需要更新。
与此同时也面临着挑战。
长久的发展下大棚内种植已成为一种新的农业种植方式。
而我们更应该充分利用塑料大棚能够生产出满足人们需求的特性，并且对塑料大棚内温度和湿度控制，我们才能获得更多的产量。
我们同时也需要一套控制不同植被生长的温度和湿度的方法，科学先进的管理，实时监控每个周期，以及其它环境条件[1]。
适应自己国家的地理环境的，自主设计低成本并且使用性能较高的的塑料大棚温湿度控制系统。
这对于提高农民收入，提高人们物质水平，提高温室的经济效益都有重要的意义。
此次设计主要是完成温室自动化室内环境监测。
环境控制对农业生产有很大的作用。
因此，自动检测温室环境，并自动控制是非常必要的。
温室的地点可不受限制，同时这种设计能一定程度上改善土地的利用率。
1.2温湿度监控系统的发展现状
虽然国内的温室和大棚管理控制一定的研究和实验。
符合多地区的设计比较少。
对于我国来说还是一段空白。
我们要根据大棚的特点，同时也要结合植被的生产条件。
以及我们要考虑到实际的价值情况。
在这些大条件下，满足生产。
控制成本，实现更多人的需求。
国内的该系统的发展现状，并不是很明了。
也没有太多的统计数据。
说明这是一片空白。
而对于已知的温湿度系统。
对比有很大的差别。
算法是其中一个主要的方面，具体表现为国内温湿度控制仪器的测量效果不理想。
适应不够广泛。
这种不足是由多方面造成的，若对不同的温湿度控对象来对比，会更加明显。
算法以及设计的不同导致最终的结果[2]。
因此目前控制系统并没有想象中应用的那么广泛。
正因如此，才有更广泛的推广意义。
温湿度的信息采集处理只是对其中个别因素的考虑，诸多的因素是造成整体大棚质量的原因。
此设计值对温湿度考虑。
该系统设计的目的是对塑料大棚的温湿度控制实现自动的监控。
并通过监测数据，结合植被测控出的生长规律，进行控制。
创造良好的生长环境条件，使反季节的植被良好的生长。
这样可创造出丰富多彩的产品。
达到最大的经济利益。
1.3论文的主要内容
这个系统的目的是实现单片机的硬件和软件的结合。
设计出的温度传感器能够测量温室温度和湿度,并达到一个比较高的精确值。
且对制作成本要求较低。
这样才能适用于大多数的农民。
此次设计中使用了测温度和湿度DHT11测量元件。
DHT11是数字温度和湿度传感器，且输出的数值非常准确。
DHT11内部使用一个独特的捕获温湿度技术，,能够确保产品具有很高的可靠性，并能够达到卓越的长期稳定性。
同时设计的整个系统具有极强的拓展性[3]。
可以添加很多其他有用的特性。
整个操作过程非常简单。
主要的工作过程就是，上电后各个模块就开始运行，将所得的数据传送并表现在显示屏上。
此时单片机会自动判定是否处于正常的温湿度范围，从而来报警控制。
温室植物的生长，若超出适应的温湿度范围，肯定会影响到植物的生长。
不同种类的平均温度和湿度的需求不同。
因此系统可以改变对室内温湿度控制的数值，满足需求。
在温室中如果需要对温湿度调控。
可通过通风，洒水等方式来达到一个稳定的温湿度。
此外,设计特性会提醒提醒员工采取适当措施。
同时可以采用水帘，大型涡轮抽风一系列的温湿度控制的方法达到预定的效果[4]。
这样就能直观的了解目前的实时的温湿度情况。
实现认为和自动的双层保护。
本文第一章是绪论，第二章是温湿度监控的主要软硬件介绍，第三章是对于该系统的的设计与仿真，第四章是该系统程序的介绍，第五章是该系统设计的实现与测试，第六章则是整篇论文的结束语。
2.塑料大棚内温湿度系统的主要软硬件介绍
2.1系统的主要硬件部件的介绍
2.1.1STC89C51芯片的介绍
STC89C51是一款高性能的新品啊。
该芯片通过了很多的热闹的多次的测试，反复的使用，性能比较突出于稳定。
至今价格也十分低廉。
是一个适用于廉价制作的单片机芯片。
系统运行流畅稳定，可靠性比较强。
同时该芯片能够多次清空编程，且不会对系统造成太大损害。
使用的时间也会比较长。
芯片的设计中自带了编程的接口。
烧录过程可用计算机完成，实用方便。
该芯片采用8051内核，该内核可实现计算机对芯片的编程。
芯片的工作时钟频率为80MHz。
芯片存储可靠性比较高，可达到相高次数的反复编程。
可用计算机，直接将程序代码下载入单片机。
无需再用编程器，工作速度快，操作简单。
STC89C51RC系列单片机，单时钟机器周期有1T，兼容8051单片机内核，而且使用的时候耗能低，效率高。
是目前的主流的单片机系统，流水线设计精致的设计，精简的指令集结构，方便使用,并在内部集成专用复位电路[5]。
比上一代的产品更加的好用。
下图是STC89C51的引脚结构图，上拉排阻的主要作用是给信号线提供一个驱动电压，这样传输的电压会更稳定能够达到降低损耗，提高精准度的作用。
89C51系统模块如图1。
、
图1STC89C51引脚图
其部分结构的引脚功能，具有很多的分类和功能。
此设计中主要用的功能有电源接入的引脚，晶体振荡的引脚XTAL。
液晶显示模块所用到的引脚，烧录用到的引脚MOSI，以及存储模块所的引脚。
存储以及控制的引脚有如PSEN引脚，是外部存储器通信信号输出的引脚（低电平有效）[6]。
其部分引脚功能，在下表中有所介绍。
表1STC89C51部分引脚功能
引脚号
复用功能
P1.0
T2（定时器或计数器T2的外部输入）
P1.1
T2（EX定时器或计数器T2的捕捉）
P1.5/P1.6
MOSI（在线系统编程接口）
P1.7
（在线系统编程用接口）
P3.0
RXD（串行输入）
P3.1
TXD（串行输出）
P3.2
INT0（外部中断0）
P3.3
INT1（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0的外部输入口）
P3.5
T1（定时器1的外部输入口）
P3.6
WR（外部数据存储器写选通）
P3.7
RD（外部数据存储器读选通）
2.1.2温湿度传感器模块DHT11
DHT11数字温湿度传感器，内部含有湿度复合传感器，且该传感器已被校准数字信号，它拥有独特的温湿度采集方式，同时能够确保该模块的稳定性，准确性。
内部结构由电阻式感湿元件和NTC测温元件组成，同时该温湿度传感器模块与一个高性能单片机相组合。
通过单片机核心模块和温湿度传感器模块连接，设计出的作品就能够随时的采集需测量的湿度和温度的功能[7]。
图2为DHT11的内部原理图。
图2DHT11内部原理
DHT11传感器的内部参数，校准的相当的准确。
校准系数在OTP内存中，在实用传感器的模块的同时，也会调用这些校准系数。
单行串行接口，使系统集成变得更加方便[8]。
DHT11的测量范围有一定的误差。
任何仪器设备的使用都有一定的误差，总体不会影响测量的结果。
同时该硬件的测量范围也会受到一定的限制。
超出范围则会影响测量结果，大幅度的超出范围将会影响使用。
根据大棚内的温湿度来考虑，该硬件完全满足要求。
以及各引脚的功能表、测量范围与校正参数的介绍。
表2DHT11测量校正参数
型号
测量范围
测湿精度
RH
测温精度
℃
分辨力
封装
DHT11
20-90%RH
0-50℃
±5%
±2
1
4针单排直插
表3DHT11引脚功能说明
PIN
名称
注释
1
VCC
供电3-5.5DC
2
DATA
单总线，串行数据
3
升级会员 