土壤温湿度采集器毕业论文.docx
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土壤温湿度采集器毕业论文
土壤温湿度采集器毕业论文
摘 要
适宜的土壤温湿度是农作物生长的重要环境条件,它不仅直接影响农作物根系的生长发育以及土壤微生物的活动，而且土壤温湿度的变化还可以改变土壤中水分的运动，造成灌溉的困难。
因此人们必须对土壤温湿度进行采集并加以控制,使之保持在一定范围之内，以适应农作物的生长。
采用单片机系统来设计的土壤温湿度采集器,不仅具有控制方便、简单、灵活性大等优点,而且较之使用人工分别检测温度和湿度再进行分析处理的方法可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，减小中间过程的人为因素误差,从而能够大大提高数据的质量，进而使系统做出正确的判断和进一步的控制动作。
本设计主要是针对现代农业生产中的大棚温室种植的土壤温湿度进行采集和显示，并有简单的预置功能和报警功能。
本设计以单片机为处理核心，对土壤（也可以是周围的环境比如是空气）进行温度和湿度的测量并进行采集，通过数码管显示出来。
在系统的硬件部分主要是采集电路和显示电路。
采集电路主要是通过温湿度传感器DHT11将采集到的温湿度数值以数字信号的形式送入单片机中进行处理。
显示电路主要是将已经数据处理的温湿度数值利用数码管进行显示出来，配合系统的其他硬件部分如按键系统可以选择显示模式。
软件部分的主要工作是使温湿度传感器得到的温湿度数值与单片机之间正确的进行信号的周期性采集与输送，之后进行各种判断来控制硬件电路的显示模式和报警电路。
关键词：
温湿度参数；单片机；温湿度传感器
Abstract
Thesuitabletemperatureandhumidityofsoilareveryimportantforthecropgrowth.theconditionsofsoilnotonlyeffectthecroprootandthemicroorganismingrowing,butalsocaneffectthemoisturemovementinthesoil.Sotokeepthemoistureinthesoilisdifficult.Therefore,peopleshouldgetthesoiltemperatureandhumidityintimetocontrolthesystem.sothatitremainswithinacertainrangeinordertoadapttothegrowthofcrops.Thesingle-chipmicrocomputerforcontrolingthesoiltemperatureandhumiditysystern,notonlyhascontroloftheconvenience,simplicity,flexibilityadvantages,butalsowereusedtodetectthantheartificialtemperatureandhumiditycangreatlyincreasethetechnicalindicatorsoftemperatureandhumiditytoreducethemiddlemanerrorfactors,whichcangreatlyenhancethequalityofthedata,thedesignofagriculturalproductionismainlydirectedagainstthegreenhousetemperatureandhumiditysystemforcollectinganddisplay,andfeaturesasimplepreset.
Thesinglechipdesigntoaddressthecoreofthesurroundingenvironmenttemperatureandhumiditymeasurementsandacquisition,digitaltubedisplay.PartofthehardwareinthesystemiscollectedanddisplayedbytemperatureandhumiditysensorsDHT11beprocessedintothesinglechip,andthentothedisplaycircuit.Softwareispartofthemaincollectionanddistributionofsignalsandavarietyofhardwarecircuitjudgetocontrolthedisplaymodeandalarmcircuit.
Keywords:
temperatureandhumidityparameters;scm;temperatureandhumiditysensors
目 录
引言 1
1概述 2
1.1温湿度传感器 2
1.2模拟信号输出的温度传感器 3
1.3湿度传感器 3
1.4数字信号输出的温湿度传感器 4
1.5系统元件的选择 4
2硬件设计 5
2.1硬件设计思路 5
2.2AT89S51单片机的相关电路 5
2.2.1单片机芯片简介 5
2.2.2晶振电路与复位电路的连接 8
2.3温湿度采集电路 9
2.3.1温湿度传感器介绍 9
2.3.2温湿度采集与单片机的连接电路 10
2.3.3温湿度采集数据的传送 11
2.4键盘电路 13
2.5显示和报警电路 15
2.6简单的接口电路 16
3软件设计 19
3.1设计主流程图 19
3.2温湿度采集子函数 21
3.3显示程序 22
3.4数据处理子函数 22
3.5按键扫描程序 23
４. 电路制作设计过程 25
４.1设计流程 25
４.2电路图的设计 25
４.2.1电路原理图的设计 25
４.2.2PCB的设计 25
４.3电路板的制作 25
结论 27
谢 辞 28
参考文献 29
附 录 30
程序 30
原理图 44
PCB图 45
土壤温湿度采集器毕业论文
第45页共45
桂林电子科技毕业设计（论文）报告用纸
引言
适宜的温、湿度是人类及一切动植物生存生长所必需的两个最基本的环境参数，在现代生产生活中，温度和湿度的监测与控制有着十分重要的意义。
传统的测试温度和湿度的方法是通过一定的测试仪器人工逐点进行检测，这种方法费时费力，效率低而且误差大。
随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们对各种仪器功能的要求也在不断的升高。
在温度和湿度的采集方面也出现了许多新的高科技产品，有的传感器已经能够通过一个传感器就能采集到温度和湿度，大大提高了采集的效率，而且精度也比传统的采集器有明显的提高，本文将对这种采集器做出介绍。
本文介绍的土壤温湿度检测装置不仅具有可以自动检测温度和湿度的功能，而且还可以通过键盘选择检测点的温湿度的显示模式，另外还具有初值设定及报警等功能。
相对于旧方法这种采集器不仅提高了传统温度和湿度的检测性能，而且还可以进行软硬件的扩展，通过扩展实现可以实现控制室内或者生产环境的温湿度处于一定范围之内，有利于农业的生产，因此这种采集器可以使用于各种农业的生产过程。
该采集测量系统以AT89S51单片机为核心，配合数字式温湿度传感器，以及相关的显示以及报警电路组成。
通过采集电路可以检测所属环境的温度和湿度数值，这些数值可以通过动态显示的数码管显示出来，实现实时采集并显示所处环境或者是土壤的温度和湿度变化情况。
所有的数据采集和数据传送都可以通过单片机控制软件来实现。
由温湿度传感器得到的温湿度数值，经串行数据线输送到单片机进行处理，经软件分析处理后送显示电路，单片机根据检测到的温度和湿度结果，判断温度是否在界定的范围之内，以此来决定是否启动系统的报警，以方便工作人员能够及时的采取相应的措施使温度保持在一定的范围以内。
1概述
在人们现实的生活中，温度和湿度是一个极为重要的参数，对生活的各个方面多有着很重要的影响。
正如每天的天气预报提醒人们提前做好准备一样，在各种农作物的生长环境中土壤的温湿度指标亦是一组相当重要的参数，特别是为适应新世纪发展高科技现代农业的要求，农业生产中温湿度的精确控制在促进农作物的生长，提高农产品的产量尤其重要。
要做到对温湿度的精确控制，最基础的工作首先是要对土壤的温湿度进行采集。
在传统的方法当中，对土壤的温湿度进行采集一般是采用人工检测，先对待检查点的温湿度进行采集，然后用人工方法对所采集的数据进行整理分析，根据分析的情况对所控制的对象进行特定的处理。
这种对温湿度采集和处理的方法显然与当前高科技发展的要求不符。
针对这一情况，研制性能优良、效能高、可靠而实用的土壤温湿度采集器显得更加有必要。
目前市场上设计土壤温湿度采集器，大多数都是以采用单片机作为处理核心，配合各种温度和湿度传感器进行采集，通过相应的报警、显示电路和控制电路进行数据显示和达到实时的监控。
本设计也遵循了这一设计的思想。
为此在设计的初始阶段需要对各个功能模块中所需要用到的元件类型进行了解，之后根据实际情况选择元件。
根据其功能要求需要确定：
首先是处理核心单片机的选择；其次是温湿度传感器的选择；当然还有显示元件的选择。
在单片机的选择当中，现在市面上各种型号的单片机基本上都具有相同的强大的处理功能，只是在存储和处理速度方面有所差别，而这又不影响其功能应用。
显示元件的选择，现在主要是有两个方向的选择，普通的数码管的显示，液晶LCD显示。
鉴于编程和经济方面的考虑选择利用数码管显示是一个最优选择。
温湿度传感器的选择也是很关键的，选择适当的温湿度传感器可以使硬件的设计简单。
1.1温湿度传感器
温湿度传感器，现在基本上分为两大类型：
一.模拟信号输出的传感器；二.集成数字信号输出的传感器。
这两个类型的传感器基本上是现今温湿度采集系统的选择。
而这当中这两个类型的传感器又各有特点。
温湿度传感器，有集温度和湿度为一体的传感器，而更多的是分别的温度传感器和湿度传感器。
集温湿度为一体的传感器几乎都是数字型的。
集成的数字信号输出的传感器有其重要的特点，在采集温湿度之后其输出就是单片机能够识别处理的数字信号，而不需要中间的信号放大，A/D转换等环节，而且有些集成的数字温湿度传感器已经对在常规环境下的输出已经做好校准，在一般的使用当中无需调试和重新设定。
但是这种集成数字温湿度传感器的输出较之用模拟信号输出再进行模数转换的温湿度传感器其精度就有所降低。
而这些区别就是模拟输出与数字输出传感器间的区别。
模拟输出的传感器在使用过程当中，因数据传送线的关系，需要做好补偿措施。
并且需要放大和转换电路的配合。
1.2模拟信号输出的温度传感器
温度的检测方法有多种，采用的温度传感器常用的有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型及石英谐振型等。
它们都是基于温度变化引起其物理参数（如电阻值，热电势等）的变化的原理，再通过一定的函数关系式将电信号的变化转化为温度的变化。
下面介绍几种常见的温度传感器。
电阻温度传感器：
这种传感器以电阻作为温
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