农业大棚温度检测报警仪.docx

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农业大棚温度检测报警仪

单片机与接口技术课程设计（论文）

题目：

农业大棚温度检测报警仪

院（系）：

专业班级：

学号：

学生姓名：

指导教师：

教师职称：

起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

学号

学生姓名

专业班级

课程设计（论文）题目

农业大棚温度检测报警仪

课程设计（论文）任务

设计内容：

实时检测、显示农业大棚温度，当温度大于30℃或小于5℃时，红色指示灯亮、扬声器鸣叫。

技术要求：

●需检测农业大棚4个位置的温度，各检测点相距10米以上；

●LED显示，显示到小数点后1位；

●显示切换时间2秒

课程设计说明书要求：

●内容完整、结构合理，格式规范，符合课程设计要求（小四、行距20磅）；

●说明书中应有各局部电路图的详细设计说明，最后附上完整的电路图；

●硬件电路图的设计说明应具体（器件型号、参数计算、引脚连接及工作过程说明），不能仅有器件介绍，避免写成器件说明书；

●软件设计要有流程图及工作过程说明和相应的程序。

指导教师评语及成绩

平时成绩：

论文成绩：

答辩成绩：

成绩：

指导教师签字：

年月日

第1章绪论

一概述

1．农业大棚

农业温室大棚又称暖房。

能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。

在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。

温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加温温室等。

温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。

农业温室大棚的温室的透光性能温室的保温性能温室的耐久性决定的大棚的好坏。

农业温室大棚的发展方便了我们的日常生活。

2.传感器

传感器是将感受到的外界信息，按照一定的规律转换成所需的有用的信息装置。

它获取的信息可以是各种物理量、化学量和生物量，而转换后的信息也有各种形式。

例如电、光、温度、声、位移等物理量可以通过传感器相互转换。

但是，通常是将非电量或电量装换成易于处理和传输的电量。

目前，在国防航空、航天、交通运输、能源、机械、石油、化工、轻工等方面都大量使用各种各样的传感器。

概括而言，传感器可以提高劳动生产率，提高产品质量；可以减轻劳动强度，改善劳动条件，可以节约能源，降低消耗；可以保证设备安全运行和提高使用寿命。

，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用

3.单片机

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片机具有体积小，集成度高，性能稳定，可靠性高，控制功能强大，低功耗、低电压，有较高的性价比的特点。

。

在农业温室大棚的性能指标中，除了透光性，温室大棚的保温性也起到至关重要的作用。

通常在温室大棚内都放置温度计来显示室内温度，但此测量方法比较粗略，不能及时准确的将室温情况反馈给户主，因此我们将用灵敏度更好的传感器取代普通温度计，提高准确性及灵敏性，并根据作物生长的温度要求，采用单片机控制系统，设置温度上限和下限，在温室大棚的温度超出上限或者下限的情况下，发出报警

第2章农业大棚温度检测报警仪的设计任务和技术要求

2.1农业大棚温度检测报警仪的设计任务

实时检测、显示农业大棚温度，当温度大于30℃或小于5℃时，红色指示灯亮、扬声器鸣叫。

2.2农业大棚温度检测报警仪的技术要求

技术要求：

需检测农业大棚4个位置的温度，各检测点相距10米以上；

LED显示，显示到小数点后1位；

显示切换时间2秒

第3章农业大棚温度检测报警仪的设计方案

3.1传感器的比较

3.1.1数字温度传感器DS-18B20

（一）技术性能描述

　　1、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

　　2、测温范围－55℃～＋125℃，固有测温分辨率0.5℃。

　　3、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温

　　4、工作电源:

3~5V/DC

　　5、在使用中不需要任何外围元件

　　6、测量结果以9~12位数字量方式串行传送

　　7、不锈钢保护管直径Φ6

　　8、适用于DN15~25,DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温

　　9、标准安装螺纹M10X1,M12X1.5,G1/2”任选

　　10、PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。

（二）应用范围

　　1、该产品适用于冷冻库，粮仓，储罐，电讯机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域

　2、轴瓦，缸体，纺机，空调，等狭小空间工业设备测温和控制。

　　3、汽车空调、冰箱、冷柜、以及中低温干燥箱等。

　　4、供热/制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量和工业领域测温和控制

（三）特点

独特的一线接口，只需要一条口线通信多点能力，简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V无需备用电源测量温度范围为-55°C至+125℃。

华氏相当于是-67°F到257华氏度-10°C至+85°C范围内精度为±0.5°C

温度传感器可编程的分辨率为9~12位温度转换为12位数字格式最大值为750毫秒用户可定义的非易失性温度报警设置应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计，或任何热敏感系统。

3.1.2集成化半导体传感器LM134

集成化半导体传感器LM134是新型器件，它比直接用一个PN结作传感器灵敏度高，线性好，使用更方便。

LM134特点：

1、可编程范围为1μA～10mA

2、通用规则为0.02%

3、可作为特定温度传感器

4、3%的初始精度

LM134的工作温度范围为-55～+125℃。

LM134输出电流计算公式为

式中：

ISET为流进LM134V+脚的电流（μA）；T为绝对温度；RSET为传感器外接电阻（Ω）。

若RSET取227Ω，则

3.2农业大棚温度检测报警仪设计框图

图3.1农业大棚温度检测报警仪设计框图

3.3农业大棚温度检测报警仪设计电路——单片机控制系统图

图3.2单片机控制系统图

3.4农业大棚温度检测报警仪设计电路——温度信号输入通道

图3.3温度信号输入通道图

1、温度传感器LM134

LM134的工作温度范围为-55～+125℃。

LM134输出电流计算公式为

2、运算放大器

运算放大器采用斩波稳零运算放大器ICL7650，输入失调电压为

，温漂为

，开环增益120dB。

ICL7650具有所需外接元件少，使用方便的特点运放输出电压V0

放大器的差模输入信号Vd和共模输入信号Vo分别为

为了抑制共模信号，取

，这时输出电压

，即运放输出电压与共模信号无关，只与被补偿电压和温度信号电压之差成比例。

为了使后面的A/D转换器得到合适的输入模拟电压，取

，可得运算放大器ICL7650的差模增益

3、A/D转换器

A/D转换器采用MC1433，MC1433具有抗干扰能力强、外接元件少、使用方便的特点。

MC1433采用扫描的方法，输出31/2位BCD码，从0000～1999共2000个数码。

如果系统工作范围为0℃～100℃，则A/D转换可达到0.05℃/位，满足系统显示小数点后一位的要求。

3.5执行信号输出通道

图3.4直行信号输出通道图