基于单片机的大棚温湿度报警器设计

基于单片机的大棚温湿度报警器设计作者姓名：专业班级：指导老师：摘要温度和湿度对蔬菜水果的光合作用影响非常大，从而导致了它们的产量和质量严重下降。温室大棚技术因此得到了重视和推广。温室大棚技术培养蔬菜水果可以明显的提高蔬菜水果产量，还能降低气候和温湿度对其光合作用的的影响。然而温室大棚对温湿度要求很高，因此一套检测温湿度的系统必不可少。本文是以单片机为主控模块、温湿度传感器以及显示屏和声光报警等模块为外围器件共同对温室大棚里的温湿度情况进行实时的检测并实施报警。该设计可以分别设定检测温度上、下限值与检测湿度的上、下限值。只要大棚中的温度和湿度其中一项越过限值，声光报警模块就会启动，发出声光报警，以便做到最快化的实现测试报警。关键词：温湿度检测声光报警DHT11传感器液晶显示屏TheDesignofGreenhouseTemperatureandHumidityAlarmSystemBasedonSCMAbstract：Temperatureandhumidityonthephotosynthesisoffruitsandvegetablesisverysignificant,whichleadstotheyieldandqualityoftheirseriousdecline.Theaffectoftemperatureandhumidityonthevegetablesisserious,thusgreenhousestechnologygetsmoreattentionandpromotion.Greenhousestechnologyinfruitsandvegetablesnotonlybeabletosignificantlyincreasetheproductionoffruitsandvegetables,butalsocandecreasetheeffectsofclimateandthetemperatureandhumidity.Howevergreenhousesneedhightemperatureandhumidityrequirements,asetofmonitoringsystemoftemperatureandhumidityisindispensable.Thepurposeofthisarticleisusingthemicrocontroller,temperatureandhumiditysensorsandLCDdisplayandalarmmoduletogethertomonitorthetemperatureandhumidityingreenhouses.Thedesigncanbesetrespectivelytestupperandlowerlimitofhumidityandtemperature.Aslongasthetemperatureorhumidityingreenhousesisoverthelimit,thesoundlightalarmmodulewillbelaunched,sendingoutsoundandlightalarm,sothatitcanbeabletoachievethefastestimplementationofmonitoringalarm.Keywords:Temperatureandhumiditytestingacousto-opticalarmDHT11sensorLCDscreen目录第1章前言..............................................................11.1设计研究的背景........................................................11.2设计研究的目的与意义..................................................11.3设计研究的主要内容及预期成果..........................................1第2章需求分析与方案论证.................................................22.1.设计要求..............................................................22.2设计思路..............................................................22.3方案论证与分析.......................................................32.3.1温湿度传感器模块选择方案...........................................32.3.2显示器模块选择方案.................................................32.3.3单片机选择方案.....................................................4第3章系统硬件设计......................................................53.1概述..................................................................53.2按键模块..............................................................53.3电源模块..............................................................63.4主控模块..............................................................63.5温湿度传感器模块......................................................73.6显示器显示模块........................................................73.7声光报警模块..........................................................8第4章系统软件设计.......................................................94.1主程序流程图..........................................................94.2显示器流程图.........................................................104.3温湿度传感模块流程图.................................................10第5章系统测试与分析....................................................125.1系统测试.............................................................125.2系统分析.............................................................14结论....................................................................14致谢....................................................错误!未定义书签。参考文献..................................................错误!未定义书签。1第1章前言1.1设计研究的背景温度、湿度在人们的生活中扮演着重要角色。空气中的温湿度不仅会很大程度的影响我们的心情和身体健康，而且还会严重的影响一些工业，特别是农作物的产量也和温湿度有着密切的关系，空气中的温湿度严重影响农作物光合作用，进而影响到生产质量与产量，所以对空气中温度湿度的监测是必不可少的，是非常有意义的。1.2设计研究的目的与意义温度和湿度在我们生活中扮演着重要的角色，不仅能影响我们的心情，还会很大程度的影响我们的身体健康。温度和湿度也很大程度上会影响蔬菜水果的生长发育，阻碍其正常的光合作用，从而影响生产的质量和产量。此次设计的目的就是希望本设计被应用到温室大棚内进行温湿度的实时监测，为一些必须在特定环境特定温度下生长的农作物提供较为合适的生长环境，保障其优质的生产，这也为我国粮食生产做出了少许的贡献。1.3设计研究的主要内容及预期成果本设计所需要完成的内容：1）温度或者湿度的上下限值可以根据不同用户针对不同蔬菜水果生长的需要由键盘输入并由显示器显示出数据。2）能够及时、准确的显示采集的温度值以及湿度值。3）经过比较接收到的温度值与湿度值与用户预先设定的温湿度限值，快速的把采集值和预先设定的上下限值进行比较，从而决定是否启动报警电路（声光报警）进行报警。预期成果：最后实现一套自动测试大棚温湿度的报警器。实现当大棚内的温度在0℃-50℃变化或者湿度在20%-90%RH内变化而超出所设定的上下限值时，蜂鸣器就会以鸣叫形式报警，而发光二极管就会以闪烁的形式报警，液晶显示屏上会出现温度或者是湿度报警的字样的功能。2第2章需求分析与方案论证本文的最终目的为设计出的报警器能够达到检测温室蔬菜温度最适合在15－30℃，湿度在50-90%RH内生长的温室大棚温度测试的要求；当温湿度超过限值时启动声光报警的设计。2.1设计要求1）温湿度的检测：使用一体化的温湿度传感器或者独立的温度传感器和湿度传感器采集温室大棚里当前的温湿度，达到温室大棚对温湿度的要求。2）数据的显示：使用显示屏进行实时的显示接受到的信息。同步显示当前大棚内的温度值和湿度值，当有温度或者湿度报警时，屏幕闪烁显示对应情况的报警字样。3）报警方式：一旦温度或者湿度越限时蜂鸣器就会发出声报警，发光二极管就会发出闪烁光报警。2.2设计思路本设计总体上大致分为温度湿度传感模块、按键模块、单片机、显示屏显示模块、声光报警模块以及电源模块。本设计是以单片机作为核心控制部分，接受处理温湿度传感器检测来的当前大棚内的温湿度数据，判断是否启动报警电路，数据再发送到显示屏上进行显示。显示的数据及显示方法由程序控制完成。图2-1总体设计框图单片机按键模块温湿度传感模块电源模块显示器显示模块声光报警模块32.3方案论证与分析2.3.1温湿度传感器模块选择方案方案一：温度检测模块选用DS18B20数字温度传感器。它具备体积小，准确度高，防干扰等优点，其能在—55℃-125℃温度下进行温度测量，测量偏差-\+0.5℃，最小的偏差可以达到0.0625℃。湿度检测模块则使用HS1101电容式湿度传感器。它能在相对湿度为0%-100%RH下进行湿度测量，测量偏差为-\+2%RH。方案二：选用温湿度集成型的DHT11数字传感器作为本次设计的温湿度检测模块。DHT11集数字模块采集技术和温湿度传感技术与一身，使得它拥有十分高的可靠性和卓越的稳定性。它是由NTC测温器件和电阻式感湿器件组成，能在0℃-50℃温度下正常进行温度测试，20%-90%RH湿度下正常测试湿度。两者的误差分别为-\+2℃和-\+5%RH。非常适合本次设计的要求。结论：通过以上的方案论证，温室大棚不需要那么小的误差，所以方案二虽然不能有方案一那样高精度的测量，但是完全能满足这次设计的需要。而且温湿度检测集成一体，简单方便，也便于硬件的采购，