基于单片机的农业大棚环境监测系统设计.doc

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题目基于单片机的农业大棚环境监测系统设计

学生姓名王鹏学号1213024035

所在学院物理与电信工程学院

专业班级通信工程专业1202班

指导教师刘亚锋

完成地点物理与电信工程学院实验室

2016年6月5日

陕西理工学院本科毕业设计任务书

院（系）物理与电信工程学院专业班级通信工程（通信1202）学生姓名王鹏

一、毕业设计题目基于单片机的农业大棚环境监测系统设计

二、毕业设计工作自2015年12月22日起至2016年6月18日止

三、毕业设计进行地点:

通信工程实验室A-1103

四、毕业设计应完成内容及相关要求：

温度、湿度以及光照等环境参数的测量和控制在日常生活和农业领域中具有广泛的应用。

随着生活水平的大幅提高，人们对大棚蔬菜提出了更高的要求,大棚中农作物在生长过程中，温湿度及光照对其影响较大。

传统测试方法费时费力、效率低，且有时需要不间断监控，以达到实时监测的目的。

针对以上问题，本设计是基于单片机的环境监测系统，该系统可实现温度、湿度及光照的实时测量，通过需要设置测量参数的范围，超出设定范围可发出警报提醒外界进行干预控制。

五、毕业设计应收集资料及参考文献：

1、应收集与课题相关文献12篇（其中包括一篇英文文献），文献的发表年限应为2010年至2016年；

2、除了文献之外，所参考的书目不能超过3篇；

3、所有的参考资料要留存电子版，在交论文时一并打包交予指导教师。

六、毕业设计的进度安排：

1、必须查阅大量资料（包括一定数量的外文资料），了解课题的研究背景、意义，熟悉设计中要用到的相关电路知识；完成开题报告；并完成一篇外文文献的全文翻译工作；（1月1日－3月18日）

2、进行系统的概要设计；（3月19日－4月10日）

3、熟悉设计软件，并提交中期报告；（4月10日－4月20日）

4、系统的设计与实现；准备作品的验收；完成论文第一稿；（4月21日－5月10日）

5、根据要求对对论文及作品进行完善，完成论文第二稿；（5月11日－5月20日）

6、制作答辩PPT，准备答辩材料，准备答辩，并完成后续工作；（5月21日－6月10日）

7、必须定期与指导老师见面，汇报进展情况，按时完成论文的撰写工作。

指导教师签名刘亚锋专业负责人签名王战备

学院领导签名熊晓军批准日期2016-01-10

基于单片机的农业大棚环境监测系统设计

王鹏

（陕西理工学院物理与电信工程学院通信工程专业1202班，陕西汉中723000）

指导教师：

刘亚锋

[摘要]温度、湿度和人类的生产有着密切的关系，同时也是农业生产中不可或缺的参数。

随着科学技术的发展，温室大棚的应用越来越广泛，为人们创造了更高的经济效益。

本文阐述了一种基于单片机的温室大棚的环境监测系统的设计过程。

该系统主要由单片机STC89C52、温湿度传感器DHT11、液晶显示LCD1602和光敏电阻等组成，实现了实时采集温湿度信息、温控报警等功能，具有精度高、功能强、体积小、简单灵活等优点，很好的满足了农业大棚环境监测要求。

[关键词]农业大棚；环境监测；单片机；DHT11；LCD1602

ThedesignofagriculturalgreenhouseenvironmentalmonitoringsystembasedonMCU

WANGPeng

（Grade12Class02,MajorinCommunicationEngineering,SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineering,ShannxiUniversityofTechnology,HanZhong723000,Shannxi）

Tutor:

LIUYafeng

Abstract:

Temperature,humidity,andhumanproductioniscloselyrelated,butalsoanintegralpartofagriculturalproductionparameters.Withthedevelopmentofscienceandtechnology,greenhousesusedmorewidelyforpeopletocreateahighereconomicefficiency.ThispaperdescribesthedesignofaprocessSCMgreenhouseenvironmentalmonitoringsystemisbased.ThesystemconsistsofmicrocontrollerSTC89C52,temperatureandhumiditysensorsDHT11,LCDLCD1602andphotosensitiveresistance,etc.,toachieveareal-timeacquisitionoftemperatureandhumidityinformation,temperaturealarmandotherfunctions,withhighprecision,powerful,small,simpleandflexible,etc.,goodtomeettheagriculturalgreenhouseenvironmentalmonitoringrequirements.

Keywords:

Agriculturalgreenhouses;environmentalmonitoring;MCU;DHT11;LCD1602

目录

引言 1

1方案论证及器件选择 3

1.1方案论证 3

1.2主要元器件选择 4

1.2.1单片机选型 4

1.2.2传感器选择 4

1.2.3显示器选择 4

2系统硬件设计 5

2.1主控模块 5

2.1.1STC89C52 5

2.1.2主控模块电路 7

2.2DHT11传感器模块 7

2.2.1DHT11传感器 7

2.2.2DHT11传感器模块电路 10

2.3光传感器模块 10

2.41602液晶显示模块 11

2.4.11602液晶显示屏 11

2.4.21602液晶显示模块电路 12

2.5报警模块 12

2.5.1蜂鸣器 12

2.5.2三极管8550 13

3系统的软件设计 14

3.1传感器模块设计 14

3.21602液晶显示模块设计 15

3.3软件调试 16

4系统的焊接与测试 17

4.1系统硬件电路焊接 17

4.2系统硬件电路调试 17

4.3系统硬件电路结果分析 17

结束语 19

致谢 20

附录A英文文献原文 22

附录B英文文献译文 29

附录C源程序 35

附录D原理图 44

附录E元器件清单 45

陕西理工学院毕业设计

引言

（1）课题研究的背景

温室对于如今的生产生活的影响越来越大，利用温室技术的研究来提升生产效率，为植物提供适宜的环境。

随着改革开放，特别是90年代以来，我国的温室大棚产业得到迅猛的发展，以蔬菜大棚、花卉为主的植物栽培，在大江南北遍地开花，政府对城市蔬菜产业的不断投入，在乡镇内蔬菜大棚产业被看作是21世纪最具活力的新产业之一。

温室环境是一种更加利于植物生长，避免环境影响其生长发育。

在大棚里可以种植反季节作物，提高农业效率以及经济效益[2]。

国外在20世纪70年代就开始对温室大棚技术进行了研究，采用模拟式显示组合仪表，将采集的信息经过处理然后发出指令进行控制和记录。

分布式控制系统在80年代出现，经过人们的不断研究，以及对温室控制技术迅速的发展，现在部分国家已经实现了自动化控制并向更先进、更自动化的方向发展。

在我国北方冬季寒冷而漫长，利用温室大棚种植蔬菜能更快的提高人民生活水平。

温室大棚管理主要的因素是温度、湿度及光照的控制。

温度管理一般把一天分为中午前、中午后、前半夜和后半夜四个时段来进行温度调控。

中午之前是促进光合作用的最佳时间，增加有机物的累积为主，将棚温保持在25-30℃最为适宜。

中午过后光合作用慢慢下降，温度要比中午之前降低3-8℃，适宜温度在22℃左右，避免养分过多的消耗，而降低了有机物的累积。

天黑之后四小时内，温室的温度需降到12-18℃，以促进植物对有机物的累积。

之后继续降温3℃左右，不可降得过低，这样容易导致植物产生低温危害。

阴雨天光照缺乏，光合作用进行缓慢，需降低温度5℃左右，以减少呼吸消耗[2]。

现在单片机发展迅速，通过单片机对环境进行监控日益广泛，其小体积、多功能、高性价比等。

运用在自动监控系统中减少人们的劳动，提高生产效率。

（2）温室研究现状

国外温室控制技术以美国最为先进，主要是因为其计算机的发展非常迅速，这也使得以计算机为主的温室环境控制技术迅速发