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单片机大棚自动温湿度控制系统设计

2020-12-21 17:44编辑: www.jxszl.com景先生毕设
目 录
一、引言 1
(一)课题的研究的背景 1
(二)课题研究的意义 1
(三)课题研究的内容 1
二、总方案设计 3
(一)总设计方案 3
(二)传感器模块 3
(三)单片机模块 4
(四)显示器模块 4
三、系统硬件设计 6
(一)大棚自动温湿度温湿度控制系统设计框图 6
(二)单片机最小系统 6
1.晶振电路 7
2.复位电路 7
(三)LCD1602显示电路 7
(四)报警电路 8
(五)按键输入电路 9
(六)SHT11传感器电路 10
(七)继电器驱动电路 11
四、系统软件设计 12
(一)软件总设计 12
(二)LCD1602液晶显示流程 12
(三)温湿度传感器模块设计 13
(四)声光报警流程 14
五、系统调试 16
(一)软件仿真设计 16
(二)仿真调试 16
六、结论 18
参考文献 19
致 谢 20
附录 21
附录1系统总体原理图 21
附录2 源程序 22
一、引言
(一)课题的研究的背景
农业在迅速的发展,技术水平的提高,出现了一些智能的控制装置,对农植物的生长的环境和温度都能有效的检测。正式由于这种装置的出现,现在在大型的种植园中,有许多的大棚都配备次温湿度控制器,通过该装置实现整个大棚内的温度和湿度的检测,一旦有突发情况,会声光报警,此时农户听到报警信息后,会根据不通的情况,人工去降温和除湿,这种人体控制的措施,效率比较低,并且,不能及时处理大棚内的异常情况,面对一些小问题,可以自己及时解决,如果出现大面积的处理,自己能力有效。为此,在针对这种半自动化的温湿度控制器,本次选择了一款AT89C52单片机芯片,通过该芯片,实现大棚环境内的温度和湿度的检查,一旦温度或者过高或、过低,此时系统会报警,同时异常处理装置会自动启动,
 

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报警,此时农户听到报警信息后,会根据不通的情况,人工去降温和除湿,这种人体控制的措施,效率比较低,并且,不能及时处理大棚内的异常情况,面对一些小问题,可以自己及时解决,如果出现大面积的处理,自己能力有效。为此,在针对这种半自动化的温湿度控制器,本次选择了一款AT89C52单片机芯片,通过该芯片,实现大棚环境内的温度和湿度的检查,一旦温度或者过高或、过低,此时系统会报警,同时异常处理装置会自动启动,实现降温或者去湿。这种控制方式,保证了植物的生长环境,有利于植物的快速成长。基于这种情况,本次设定了一款智能的温湿度控制器去解决异常处理的问题,维持好植物的环境温度。
(二)课题研究的意义
单片机温湿度控制器系统,要保证测量的大棚温度和湿度的可靠,同时还要保证大棚内温度或者湿度异常,能及时有效的对异常情况处理。这需要设计的温湿度控制系统电路比较完善。比较完善的温度度控制系统不仅在农业中可以运用,在工业的测量中,也可以实现具体的温湿度控制测量。此温湿度控制器单片机AT89C52为控制核心,通过DHT11温湿度传感器检测大棚内的环境温湿度度,当检测到的大棚内的温湿度信号后,通过单片机把检测到的温度信号以及湿度信号,进行分析、通过计算处理,最后,在LCD液晶显示器屏中输出显示温度、湿度的数据信息。一旦检测到的湿度和温度信号低于设定的最低下限温度,或者高于设定的上限温度时,此时,系统会声光报警,此时异常处理装置会起动,当温度过高,冷风机启动。当温度过低,暖风机启动。通过这种智能的控制方式,实现整个大棚内的温湿度控制,对植物的生长很有利,检测效率高,异常处理速度快。本次单片机的温湿度控制器系统设计,将自己所学的单片机专业与现实情况联系在一起,做到理论和实践相结合,在实践中去检验自己,也通过实践来让自己成长,发现自己所学的不足,然后进行弥补,设计的大棚温湿度控制器与生活很贴近,也是人们生活所需,为此研究单片机温湿度控制器将会很有意义。
(三)课题研究的内容
基于单片机温湿度控制器系统,实现大棚内的温度和湿度的检测,并对突发情况可以及时有效的处理,并能通过LCD液晶显示器输出温度和湿度的信号。本次设计的温湿度控制器需要实现以下几点:
(1)能通过温湿度传感器检测到,大棚内的温度信号和湿度信号。
(2)大棚内的温度信号和湿度信号被检测出来,通过LCD1602液晶显示屏输出温湿度数据。
(3)用户可以通过输入电路设定大棚的温度和湿度的上限和下限范围。
(4)温湿度的检测的数据信息,不再设定的上限和下限范围中,此时温湿度控制器系统就会声光报警。
(5)当发生温湿度报警后,异常处理装置,就会启动,如果检测的温度过高,此时就会启动冷风机。如果检测的湿度过高,此时系统就会增温,启动暖风机。
二、总方案设计
(一)总设计方案
本次设计的温湿度控制器主要是为了实现大棚中的温度和湿度的检测,给植物一个优良的成长环境。为此本根据这种设计的思路,设计了温湿度控制系统的设计方案。
在本次温湿度控制系统中由单片机模块、SHT11温湿度传感器模块、继电器模块、、输入按键控制模块、LCD液晶显示模块、报警模块等组成。系统以单片机AT89C52为控制核心,通过SHT11温湿度传感器检测大棚内的环境温湿度度,当检测到的大棚内的温湿度信号后,通过单片机把检测到的温湿度信号,进行分析、通过计算处理,最后,在LCD液晶显示器屏中输出显示温度、湿度的数据信息。一旦检测到的湿度和温度信号低于设定的最低下限温度,或者高于设定的上限温度时,此时,系统会声光报警,此时异常处理装置会起动,当温度过高,冷风机启动。当温度过低,暖风机启动。通过这种智能的控制方式,省时省力。
(二)传感器模块
本次设计中选用温湿度传感器SHT11来实现整个大棚内的温湿度测量。该温湿度传感器测量采用总线的形式进行数据的输出。电路设计上接单,结合软件程序可以实现温湿度的显示。芯片的工作电压5V。测量的湿度范围在20%~90%RH,测量的温度0℃~50℃。测量误差范围小,在本次大棚的植物环境中,通过该芯片实现整个温度和湿度的检测。
本次设计的DHT11温湿
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