基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计

学科分类号：___________湖南人文科技学院本科生毕业设计题目：基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计学生姓名：胡佳欣学号12417113系部：信息学院专业年级：2012级电子信息科学与技术指导教师：张吉左职称：工程师湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：（手写）二○年月日（手写）湖南人文科技学院毕业设计I目录第一章绪论.............................................................11.1课题背景及目的....................................................11.2国内外研究状况....................................................11.3设计主要研究内容..................................................2第二章系统总体设计.....................................................32.1功能设计..........................................................32.2系统组成及工作原理................................................32.3单片机............................................................42.3.1AT89C51单片机功能...........................................42.3.2AT89C51单片机引脚及构成.....................................52.4温湿度传感器......................................................72.4.1SHT10温湿度传感器...........................................72.4.2SHT10传感器引脚及参数.......................................72.5LCD1602...........................................................92.5.1LCD1602主要技术参数........................................102.5.2LCD1602引脚电路图..........................................102.6警报系统.........................................................11第三章系统软件设计....................................................123.1初始化与数据采集模块.............................................123.2数据判断模块.....................................................133.3LCD1602显示模块.................................................133.4警报模块.........................................................15第四章仿真与调试......................................................16第五章结论............................................................20致谢....................................................................21参考文献................................................................22附录....................................................................23湖南人文科技学院毕业设计II基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计摘要:在科学技术的推动下，智能温室大棚应运而生，它能让农作物拥有更好的生长环境。将单片机运用到对大棚内温度、湿度的采集与监控，提出了基于单片机的智能温室监控系统的设计方案。整套系统由温湿度传感器、AT89C51单片机、声光报警器、显示器等部分组成。本设计以AT89C51单片机为核心单元，温湿度传感器为测量元件，储存并分析所测量的数据，通过与预设参数的对比，判断是否发出警报。通过此设计可以实时有效的对农作物生长过程中的温度、湿度进行测量，并能直观的显示出来。系统克服了人工传统温湿度采集的迟滞性、不准确性等诸多弊端，操作更方便，效率更高。关键词：单片机；传感器；数据传输；监控系统湖南人文科技学院毕业设计IIIDesignofIntelligentGreenhouseMonitoringSystemBasedonSCMAbstract：Underthepromotionofscienceandtechnology,intelligentgreenhousecameintobeing,itcanmakecropshavebettergrowingenvironmentinthepromotionofscienceandtechnology,theintelligentgreenhousecameintobeing,itcanwithabetterenvironmentforthegrowthofcrops.TheSCMisappliedtothecollectionandmonitoringoftemperatureandhumidityinthegreenhouse，adesignschemeofIntelligentGreenhouseMonitoringSystemBasedonSCMisputforward.Thewholesystemconsistsofsensor,AT89C51SCM,soundandlightalarm,display.ComparisonofthedesignAT89C51microcontrollerasthecoreunit,temperatureandhumiditysensorformeasuringcomponents,connectedbysinglechipcomputer,storageandanalysisofthemeasureddatawithpresetparameterstodeterminewhetherthealarm.Throughthisdesign,wecanmeasurethetemperatureandhumidityintheprocessofcropgrowthinrealtime.Thesystemovercomesthedisadvantagesofartificialtraditionaltemperatureandhumidityacquisition,suchashysteresis,inaccuracyandsoon,whichismoreconvenientandefficient.KeyWords：SCM;Sensor;Datatransmission;Monitoringsystem湖南人文科技学院毕业设计1第一章绪论1.1课题背景及目的中国自古以来是农业大国，数千年来一直以种植业为主。地域辽阔、人口众多，市场经济不断发展扩大，居民的生活水平要求达到更高的标准，对于食品安全质量也提出了更严格的要求。在科学技术的推动下，农业现代化进程越来越快，越来越受到重视，农业科学的应用和研究逐步展开，进而催生了智能温室大棚技术。智能温室大棚是把智能化操作模式运用到温室种植中，利用高科技的环境模拟技术，调节出农作物最适合的环境参数。智能温室大棚在现代化农业生产中的占有着很重要的地位，我国的温室大棚产业在整个农业生产上比例不断加大。目前，在全世界范围内我国的温室面积位居前列，但是这些普通的温室大棚没有技术、设备的支持，当自然灾害来临时，自我抵抗能力很低，不能很好的调节温室内的自然条件参数，智能化程度低，技术含量不高。究其根本，在于温室大棚缺乏现代化的智能监控调节系统。在现代农业生产中，往往需要对生产环境中的一些重要参数进行采集和检测。许多环境条件都在影响着农作物的长势，例如：空气的温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等，这些因素都与植物的生长发育密切相关，人们手工的对环境参数进行检测不仅测量不准确，而且不能连续作业，容易造成经济损失，很难达到种植的预期效果，也不利于提高种植质量和规模，信息化程度难以提升[1]。智能化温室大棚通过先进的科学技术与管理，运用环境科学、计算机科学、信息处理等技术，能对大棚内环境因素进行实时检测、采集、监控。结合温室智能监控系统所收集到的参数数据，农作物的自然生长状况，有效的调节温室大棚内的环境条件，使得农作物达到预期的长势，提高产量与质量。1.2国内外研究状况我国是温室栽培发源地，温室大棚技术运用得最早，在很多年前我国就能利用类似温室覆盖设施来种植各种农作物。我国的智能温室产业虽然起步落后于欧美等发达国家，但发展迅速。在种植规模上，我国的温室种植面积排在世界前列。随着科学技术的不断进步，温室大棚的环境调控方式不断在改进，传统农业转变为现代化农业，逐渐向大型产业化、模块化和多样化的方向发展[2]。我国温室规模虽然十分庞大，但是配备有智能监控系统的温室微乎其微。上世纪八十年代开始，我国开始把将温室大棚结合计算机技术与用到农业发展上，90年代又研发出了温室大棚的控制管理系统，这套系统能对湖南人文科技学院毕业设计2温湿度、光照、二氧化碳浓度等环境因素进行监测等综合控制。欧美发达国家在发展智能温室产业中智能化程度很高，温室内温湿度、光强、肥料等都实现了智能调控。不论是在电子计算机方面，还是将计算机结合到农业栽培上，美国都走在了所有国家的最前面，目前，美国的智能温室大棚种植面积也是最大的，他们拥有发达的硬件设施和先进的栽培技术，综合质量水平很高。环境控制计算机是用来对影响作物生长的环境因素进行管控。发达国家的智能温室产业已迈入高科技方向发展，远程无线遥测技术、局域网（互联网）等已在智能温室系统得以实现[3]。另外还有多个端口连接到网络，通过无线连接等技术，工作人员可以在其他地方通过电子计算机、甚至手持终端对大棚进行监控管理。在有了智能温室大棚监测系统的基础上，越来越多的发达国家正致力于大棚种植的无人化。农业的根本出路在于机械化，我们可以设计出智能测温测湿等系统，接下来的一步便是实现大棚内无人化自动机械化操控。欧美国家的大棚机械化程度很高，不仅仅再是人们繁琐的对大棚内环境进行手工改善，智能机械化大棚能够利用机械化技术，对大棚进行自我调节与操作。机械臂、机器人越来越广泛地运用到了大棚种植技术中来，敲敲键盘就能控制大棚内的环境条件，这都是机械化的成果，自动喷灌系统，自动化遮阳帘，自动施肥通风甚至自动播种、收割等等，这将是智能自动