農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　學(xué) 生 論 文</p><p>　　論文題目： 農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　年 級(jí)： 2012級(jí) </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　二0 年 月 日<

3、/p><p>　　農(nóng)業(yè)智能大棚系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　電子信息工程</b></p><p>　　120352012007 鄭坤 指導(dǎo)教師：歐琳</p><p>　　【摘要】本設(shè)計(jì)選取單片機(jī)作核心元件，使用了模塊化和層次化的電路設(shè)計(jì)理念，選取硬件為主，軟件為輔的設(shè)計(jì)方式。選用集成溫

4、度和濕度傳感器DHT11去完成關(guān)于溫度和濕度檢測(cè)，使溫度和濕度信號(hào)經(jīng)由傳感器來(lái)進(jìn)行收集而且是轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的信號(hào)，以及使用BH1705采集光照強(qiáng)度信息并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞到單片機(jī)。并利用單片機(jī)來(lái)完成數(shù)據(jù)信息的分析與處理，提供需要顯示的信號(hào)，此設(shè)計(jì)使用了LCD1602來(lái)顯示數(shù)據(jù)。試驗(yàn)證實(shí)，此設(shè)計(jì)的系統(tǒng)檢測(cè)和準(zhǔn)確的溫濕度和光照強(qiáng)度的控制，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果.</p><p>　　【關(guān)鍵詞】溫度檢測(cè)，光照檢測(cè)，濕度檢測(cè)&l

5、t;/p><p>　　Design of detection and control system of agricultural intelligent greenhouse</p><p>　　【Abstract 】 This design selects the single chip microcomputer as the core component, uses the modul

6、ar and the hierarchical circuit design idea, selects the hardware as the main, the software is supplemented the design way. Selection of integrated temperature and humidity sensor DHT11 to complete a temperature and humi

7、dity detection, the temperature and humidity signal via a sensor to collect and change into digital signal, and the use of acquisition bh1705 light intensity information and transfo</p><p>　　【Key words】 Temp

8、erature detection, light detection, humidity detection</p><p><b>　　1.引言</b></p><p>　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，生活質(zhì)量的提高。對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求量也越來(lái)越大，現(xiàn)在社會(huì)溫室種植已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位[1]，而在傳統(tǒng)的溫室種植農(nóng)副產(chǎn)品，溫室大棚里面的溫度是根據(jù)溫室大棚里面掛的溫度計(jì)來(lái)測(cè)量的。

9、而光照以及濕度這對(duì)于植物生長(zhǎng)非常重要的因素卻只能憑借工人經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)不利于大規(guī)?？茖W(xué)化的種植農(nóng)產(chǎn)品。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、溫濕度、光照的實(shí)時(shí)測(cè)量及顯示。</p><p>　　2、鍵盤(pán)輸入。在不同作物的不同時(shí)期的操作人員可以根據(jù)實(shí)際情況的不同從而進(jìn)行調(diào)整最適宜生長(zhǎng)環(huán)境。 </p>

10、<p>　　3、超限報(bào)警功能。報(bào)警模塊：報(bào)警燈，聲音報(bào)警。</p><p>　　4、采集溫濕度以及光照值。</p><p>　　5、及時(shí)的啟動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)的檢查設(shè)定值與當(dāng)前值之間的差值。</p><p><b>　　3.方案論證</b></p><p>　　3.1 搭建系統(tǒng)的基本要求</p>

11、;<p>　　本設(shè)計(jì)采用STC89C52作為核心部件MCU，用DHT11采集信號(hào)和處理。單片機(jī)處理數(shù)據(jù)后通過(guò)LCD1602實(shí)時(shí)顯示溫濕度的數(shù)據(jù)，主要任務(wù)要求有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　了解單片機(jī)的基本特性和使用環(huán)境。</p><p>　　用C語(yǔ)言編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和設(shè)置溫度、濕度。</p><p>　　使用溫濕度傳感器DHT11采集溫濕度，將采集到的

12、數(shù)據(jù)傳送到的單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理[2]，控制溫度范圍在0—80之間，控制濕度范圍在20—90%RH。</p><p>　　保證系統(tǒng)性能可靠、穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)時(shí)間工作。</p><p>　　3.2系統(tǒng)的基本原理和組成</p><p>　　硬件中有一個(gè)電源開(kāi)關(guān)及按鍵。系統(tǒng)開(kāi)機(jī)后，所有模塊進(jìn)行初始化，光照傳感器BH1750FVI開(kāi)始進(jìn)行光強(qiáng)測(cè)量和計(jì)算及溫濕度傳感器DHT11開(kāi)

13、始進(jìn)行溫濕度測(cè)量和計(jì)算，再用液晶顯示屏LCD1602顯示數(shù)據(jù)。</p><p>　　按鍵的功能分為兩種：</p><p>　　返回鍵，也就是初始化，回到程序開(kāi)始的預(yù)設(shè)值重新工作。</p><p>　　負(fù)責(zé)調(diào)整溫濕度和光強(qiáng)上下限的，即用來(lái)調(diào)節(jié)和設(shè)置不同的上下限，以達(dá)到滿(mǎn)足不同的需要。當(dāng)測(cè)量結(jié)果超過(guò)設(shè)定的上下限值的，將用超限處理模塊作出相應(yīng)的處理辦法。 </p&g

14、t;<p>　　整體電路框圖如3.2所示：</p><p>　　圖3.2 整體電路框圖</p><p><b>　　4. 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)硬件時(shí)，需要考慮到實(shí)現(xiàn)的功能、元器件布局的合理性、通用性能的各個(gè)方面和價(jià)格。選擇性?xún)r(jià)比較高，既不浪費(fèi)元器件的空間，又達(dá)到資源高利用。在電子電路的搭建中，將電路做到最

15、優(yōu)，且還要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。并且要能夠?qū)崿F(xiàn)要求的功能的前提下，使電路簡(jiǎn)單高效[3]。</p><p>　　4.1單片機(jī)特性與選擇</p><p>　　隨著科技的不斷進(jìn)步，大體積高價(jià)格的計(jì)算機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的日常生活的需求。應(yīng)人們的需求。微型計(jì)算機(jī)（單片機(jī)）誕生了，它的結(jié)構(gòu)功能和指令都是以工業(yè)控制的需求為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。微型控制器在智能控制系統(tǒng)中得以廣泛的使用。</p><p&

16、gt;　　在智能家居、航空航天、工業(yè)自動(dòng)化及醫(yī)療等許多領(lǐng)域應(yīng)用。</p><p>　　市面上運(yùn)用較好、流通較廣的單片機(jī)主要有：</p><p>　　Intel公司的MCS96系列單片機(jī)。</p><p>　　Intel公司的8051系列單片機(jī)。</p><p>　　宏晶公司的8051系列單片機(jī)。</p><p>　　A

17、tmel 公司的8051系列單片機(jī)[4] 。</p><p>　　每一種單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)都不一樣，因?yàn)閱纹瑱C(jī)發(fā)展速度很快，形成的單片機(jī)種類(lèi)也是非常多，這讓我們?cè)谶x擇使用單片機(jī)的時(shí)候有很多大選擇空間。本系統(tǒng)使用的是STC89C52單片機(jī)，它可以滿(mǎn)足本系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間和處理程序的速度，并且物美價(jià)廉。</p><p><b>　　4.2模塊功能介紹</b></p>

18、<p>　　4.2.1復(fù)位電路部分</p><p>　　復(fù)位操作的有兩種不同方式，其中一種就是上電自動(dòng)復(fù)位，一種是按鍵手動(dòng)復(fù)位[6]。經(jīng)過(guò)了外部的復(fù)位電路的電容充電是上電自動(dòng)復(fù)位自行實(shí)現(xiàn)的一個(gè)方式，如圖4.2.1的C4電容和R5電阻組成串聯(lián)式結(jié)構(gòu)，在電源上電瞬間由于電容兩端電壓有著不可突變特性，單片機(jī)的復(fù)位腳在上電瞬間是處于高電平狀態(tài)，電容通過(guò)電阻開(kāi)始進(jìn)行充電，當(dāng)充電時(shí)間達(dá)到單片機(jī)復(fù)位時(shí)長(zhǎng)超過(guò)兩個(gè)時(shí)鐘周

19、期，單片機(jī)完成上電自動(dòng)復(fù)位目的。只要電源Vcc的上電時(shí)間沒(méi)有大于1ms，那么系統(tǒng)就會(huì)達(dá)到通電后自動(dòng)復(fù)位的目的[7]，自動(dòng)復(fù)位的時(shí)長(zhǎng)通過(guò)RC時(shí)間常數(shù)決定。</p><p>　　對(duì)于按鍵手動(dòng)復(fù)位也是有著兩種不同的方式。手動(dòng)按鍵復(fù)位方式是可以在圖4.2.1的C4上并入輕觸按鈕，當(dāng)按鍵按下是相當(dāng)于C4兩端短路對(duì)電容進(jìn)行放電，使單片機(jī)復(fù)位腳等于高電平，當(dāng)輕觸按鈕松開(kāi)之后電阻對(duì)電容進(jìn)行充電，等電容充電時(shí)間到之后就完成手動(dòng)復(fù)位

20、目的[5]。本設(shè)計(jì)所用的是上電自動(dòng)復(fù)位電路圖如下圖4.2.1所示：</p><p>　　圖4.2.1 自動(dòng)復(fù)位電路</p><p><b>　　4.2.2晶振電路</b></p><p>　　電路中最常用的時(shí)鐘元件就是晶振,晶振又叫做是晶體震蕩器，晶振在單片機(jī)系統(tǒng)中作用是至關(guān)重要的，在單片機(jī)內(nèi)部電路與其相結(jié)合，每個(gè)不同單片機(jī)都有自己的時(shí)鐘頻率，

21、晶振是所有單片機(jī)的一切指令建立的基礎(chǔ)，關(guān)于晶振的所提供的時(shí)鐘頻率，如果頻率越高，那么單片機(jī)的運(yùn)行速率也就是變快的[8]。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。時(shí)鐘源電路在最后的PCB布板時(shí)尤為重要，在布板時(shí)晶振和諧振電容盡量靠近單片機(jī)的18腳和19腳，避免分部的太遠(yuǎn)線路之間產(chǎn)生寄生電容，使整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性下降，造成不必要的麻煩。當(dāng)然，晶振的選著也要與實(shí)際的需求進(jìn)行選擇。下圖4.2.2為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)所

22、用的晶振的電路原理圖。</p><p>　　圖4.2.2晶振原理圖</p><p><b>　　4.2.3顯示模塊</b></p><p>　　方案一：LED數(shù)碼管</p><p>　　組成結(jié)構(gòu)及原理：基本的數(shù)碼管是由七段或八段組成一個(gè)位，數(shù)碼管常用的分為一位、兩位、三位、四位[9]。數(shù)碼管顯示原理就是使一部分亮起來(lái)，

23、一部分無(wú)需點(diǎn)亮組合起來(lái)顯示內(nèi)容，數(shù)碼管能顯示字母A-F以及數(shù)字0-9等字符，但這樣顯示的內(nèi)容無(wú)法滿(mǎn)足本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯示的需求。</p><p>　　方案二：LCD1602液晶顯示屏</p><p>　　原理：液晶結(jié)構(gòu)是底部為背光板，中間為液晶分子，上部為玻璃面板保護(hù)。液晶排列成陣列式的偏光振子，顯示原理就通過(guò)電壓是控制內(nèi)部偏振片的方向，偏光振子與背光板垂直和一部分不是垂直的組成顯示內(nèi)容。&l

24、t;/p><p>　　本次設(shè)計(jì)，在顯示的內(nèi)容不只是數(shù)字字符顯示，在顯示時(shí)需要多個(gè)多種內(nèi)容顯示，靈活可多個(gè)內(nèi)容可同時(shí)顯示和英文單詞進(jìn)行注視，這樣就更加直觀的我們讀取內(nèi)容。使用液晶模塊在硬件接線時(shí)可直接與單片機(jī)I/O口連接，不需要外部的驅(qū)動(dòng)電路，這樣給電路的穩(wěn)定性提高。數(shù)碼管顯示需要外部驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。因此我們的設(shè)計(jì)是采用液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容顯示。傳感器的采集數(shù)據(jù)信息提供個(gè)單片機(jī)處理，單片機(jī)處理完的數(shù)據(jù)就可以直接輸出給

25、液晶模塊顯示。</p><p>　　LCD1602的硬件接口是采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳：引腳1為電源負(fù)極（GND）。引腳2 為電源正極（VCC）供電電壓3V或5V。引腳3為液晶的對(duì)比度調(diào)節(jié)，外接可調(diào)電阻調(diào)節(jié)，電壓調(diào)節(jié)越高相對(duì)的對(duì)比度就越低，電壓調(diào)節(jié)越低相對(duì)的對(duì)比度就越高[10]。引腳4為寄存器選擇功能腳，當(dāng)為高電平時(shí)進(jìn)行選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。引腳5為讀寫(xiě)信號(hào)功能腳，高電平時(shí)進(jìn)行讀信號(hào)操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)

26、信號(hào)的操作。引腳6作為液晶的使能控制腳，高電平時(shí)進(jìn)行讀取信息，當(dāng)下降沿時(shí)執(zhí)行指令[11]。引腳7至14腳作為液晶模塊的雙向數(shù)據(jù)傳輸I/O口。引腳15作為液晶背光燈的正極。引腳16作為液晶背光燈的負(fù)極。</p><p>　　特性：工作電壓分3.3V或5V，顯示可進(jìn)行對(duì)比度調(diào)節(jié)；液晶內(nèi)部自帶復(fù)位電路；有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM；內(nèi)部設(shè)有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM；8個(gè)可由用戶(hù)自定義的5X7

27、的字符發(fā)生器CGRAM。</p><p>　　LCD1602的工作原理圖和實(shí)物圖 如圖4.2.3所示：</p><p>　　圖4.2.3 LCD1602原理圖與實(shí)物圖</p><p>　　4.2.4傳感器模塊</p><p>　　光電傳感器是通過(guò)把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器主要有光電三極管光、光電池、光電二極管以及

28、光敏電阻。光敏電阻跟其他的光電器比較，具有最高的靈敏度。但是這也是其缺點(diǎn)之一，光敏電阻的工作原理是通過(guò)光照改變自身電阻率，這就導(dǎo)致了太高的靈敏度會(huì)對(duì)光線敏感，不能有效的區(qū)分太陽(yáng)光和其它光源，受其它光源影響嚴(yán)重。光電三極管相比于光電二極管靈敏度也有提高，但是在其應(yīng)用方式與光敏電阻類(lèi)似。</p><p>　　最終選擇光電池，光電池的優(yōu)點(diǎn)是：光電池的輸出電流與光照強(qiáng)度有關(guān)，這樣就能檢測(cè)到光源的能量密度；從而有效的區(qū)分出

29、其它光源與太陽(yáng)光，因?yàn)槠胀ü庠吹哪芰棵芏葲](méi)有太陽(yáng)光大。而本設(shè)計(jì)采用了對(duì)于光照強(qiáng)度采用操作更為簡(jiǎn)單的BH1705模塊，這種光照傳感器采用I2C與單片機(jī)通信。其內(nèi)內(nèi)置16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，并且模塊內(nèi)部包含通信電平轉(zhuǎn)換，與5v單片機(jī)io直接連接直接傳遞一個(gè)數(shù)字信號(hào)給主機(jī)，不需要復(fù)雜的計(jì)算。采用3-5v供電電源，并且對(duì)于測(cè)量也較為廣泛光照度范圍：0-65535 lx不區(qū)分環(huán)境光源接近于視覺(jué)靈敏度的分光特性可對(duì)廣泛的亮度進(jìn)行1勒克斯的高精度測(cè)定。&l

30、t;/p><p><b>　　溫濕度選擇</b></p><p>　　方案一：采用集溫濕度傳感器為一體的DHT11芯片作為傳感器采集器[13]。</p><p>　　方案二：采用HS110X相對(duì)濕度傳感器和單總線的DS18B20的溫度傳感器組成的采集器。</p><p>　　由于傳統(tǒng)的模擬式濕度傳感器（方案二） DHT11數(shù)

31、字溫濕度傳感器是一款溫度濕度傳感器,并且溫濕度經(jīng)過(guò)內(nèi)部校準(zhǔn)。傳感器由一個(gè)NTC傳感元件和一個(gè)電阻式濕度傳感器，DHT11內(nèi)部有一個(gè)8位單片機(jī),為該傳感器提供強(qiáng)大的溫度濕度處理功能[14]。那么該產(chǎn)品應(yīng)該有抗干擾能力強(qiáng)、高精確度、價(jià)格優(yōu)惠、等優(yōu)點(diǎn)。這款溫濕度傳感器不需要我們來(lái)進(jìn)行復(fù)雜的校對(duì)數(shù)據(jù),所有的溫濕度處理函數(shù)都在傳感器內(nèi)部的單片機(jī)中進(jìn)行,溫度濕度曲線函數(shù)存儲(chǔ)在傳感器的內(nèi)存中[12]。這款傳感器的通信方式是單總線，單總線的使用更加容易

32、與其它設(shè)備集成。模塊的功耗低、單總線傳輸距離達(dá)到20m、并且體積也小。一些使用比較惡劣的環(huán)境，也能很好的使用。</p><p>　　表4.2.4 DHT11的參數(shù)信息如表</p><p>　　表4.2.4-1 DHT11引腳</p><p>　　DHT11接入單片機(jī)電路時(shí)需要上拉電阻，因?yàn)镈HT11的單總線需要工作在高電平的情況下，接線的原理框圖和電路圖如圖所示：&

33、lt;/p><p>　　圖 4.2.4-2 單片機(jī)接線電路圖 圖4.2.4-3 與單片機(jī)連接原理框圖</p><p>　　圖4.2.4-4 封裝圖</p><p>　　4.2.5超限部分處理電路</p><p>　　超限部分電路在本制作模型中時(shí)用綠色的LED燈和蜂鳴器，當(dāng)環(huán)境中的溫度，濕度，或者光照強(qiáng)度低于或者高于設(shè)定的對(duì)應(yīng)的值時(shí)

34、的作用。</p><p><b>　　4.2.6按鍵掃描</b></p><p>　　按鍵總共為4個(gè)按鍵并且直接和單片機(jī)連接，還有一端接地。按鍵是否被按下由單片機(jī)檢測(cè)，按下時(shí)單片機(jī)相對(duì)應(yīng)的引腳同時(shí)被拉低，單片機(jī)檢測(cè)到低電平后執(zhí)行相應(yīng)的程序[15]。電路圖如下所示：</p><p>　　圖4.2.6按鍵檢測(cè)電路</p><p&

35、gt;　　4.2.7 報(bào)警電路</p><p>　　警報(bào)器采用的是一個(gè)蜂鳴器和一個(gè)LED燈，由于單片機(jī)的輸出電流小，可以直接連LED小燈，但是不足以產(chǎn)生供應(yīng)蜂鳴器使用的電流，實(shí)際驅(qū)動(dòng)蜂鳴器時(shí)將蜂鳴器接電源正極，另一邊接在單片機(jī)IO口P2^0；單片機(jī)拉低電源或拉高電源使之產(chǎn)生波動(dòng)電流，電路如下圖所示：</p><p><b>　　4.2.7報(bào)警電路</b></p&

36、gt;<p>　　4.2.8 電源電路</p><p>　　電源使用的是外接5v電源，D1為檢測(cè)電源是否正常運(yùn)行的指示燈。原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.2.8電源電路</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 C語(yǔ)言介紹 </p><p&g

37、t;　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是C語(yǔ)言。是一種普遍的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它是匯集了匯編語(yǔ)言以及高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)給開(kāi)發(fā)程序人員提高了計(jì)算機(jī)編程的效率。</p><p>　　因C語(yǔ)言非常方便，所以得到了大眾的認(rèn)可。市面上很多硬件都是用C語(yǔ)言來(lái)變成，</p><p>　　C語(yǔ)言是一種很方便的語(yǔ)言并且得到了廣泛的支持。很多硬件開(kāi)發(fā)都用C語(yǔ)言來(lái)編程，C語(yǔ)言對(duì)機(jī)器硬件系統(tǒng)也并不依賴(lài)，只需要做一些簡(jiǎn)單的改動(dòng)就可以把程序從

38、系統(tǒng)移過(guò)來(lái)并且進(jìn)行使用。很多數(shù)學(xué)函數(shù)C語(yǔ)言都有給予，并且C語(yǔ)言支持浮點(diǎn)運(yùn)算。開(kāi)發(fā)程序的效率也有了明顯的提高。節(jié)約了很多的時(shí)間。并且程序的可維護(hù)性和可讀性增加了不少。</p><p>　　C語(yǔ)言程序本身不依賴(lài)于機(jī)器硬件系統(tǒng)，基本上不做任何修改或僅做簡(jiǎn)單的修改就可以將程序從不同的系統(tǒng)移植過(guò)來(lái)直接使用。C語(yǔ)言提供了很多數(shù)學(xué)函數(shù)并支持浮點(diǎn)運(yùn)算，開(kāi)發(fā)效率高，可極大地縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，增加程序可讀性和可維護(hù)性。單片機(jī)C51編程與

39、用匯編ASM-51編程相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1) C語(yǔ)言可以對(duì)單片機(jī)直接進(jìn)行操作。</p><p>　　(2) 不同的寄存器分配和尋址及數(shù)據(jù)類(lèi)型等，可以由編譯器自動(dòng)完成。</p><p>　　(3) 程序閱讀性高，可封裝不同的函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。</p><p>　　(4) 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中就有許多標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，使用方便引用頭文件就可以

40、直接調(diào)用。</p><p>　　C語(yǔ)言的基本指令不多，單片機(jī)的C語(yǔ)言基本指令通用，算法簡(jiǎn)潔，這樣更掌握起來(lái)會(huì)是很方便的。</p><p>　　C語(yǔ)言總的來(lái)說(shuō)只是一個(gè)工具而已，如何在開(kāi)發(fā)龐大的體統(tǒng)中靈活的應(yīng)用C語(yǔ)言的正確邏輯編寫(xiě)出結(jié)構(gòu)完善的程序才是難點(diǎn)。</p><p>　　基于C語(yǔ)言的以上特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)成功應(yīng)用C語(yǔ)言完成了大棚溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期的效

41、果。</p><p>　　5.1.1 編譯環(huán)境的介紹</p><p>　　本程序的編譯軟件用的是Keil，對(duì)于Keil。它是作為嵌入式的程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)是由美國(guó)Keil Software公司出品的。它有著具有強(qiáng)大的單片機(jī)軟件編譯、調(diào)試等功能。在中國(guó)大多數(shù)的硬件工程是都使用Keil 軟件，所以學(xué)習(xí)與電子相關(guān)專(zhuān)業(yè)的時(shí)候，課程都會(huì)安排學(xué)習(xí)單片機(jī)編程。</p><p><

42、b>　　5.2 系統(tǒng)流程圖</b></p><p>　　系統(tǒng)的流程圖，初始化后出現(xiàn)就開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行。如圖5.2所示</p><p><b>　　圖5.2系統(tǒng)流程圖</b></p><p>　　5.3 DHT11讀取程序</p><p>　　5.3.1 單總線的介紹</p><p>

43、　　DHT11通信是通過(guò)單總線與單片機(jī)傳遞信息，單總線對(duì)時(shí)序的要求非常高，需要精確的讀取單總線的高低電平時(shí)間。</p><p>　　單總線（1－Wire Bus）的技術(shù)是由美國(guó)的達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司推出的。與其它的總線是不同的，單總線是數(shù)據(jù)與時(shí)鐘是一體的，而且數(shù)據(jù)的傳輸是雙方向的，因而這種單總線的技術(shù)是一種具有線路比較簡(jiǎn)單，硬件開(kāi)銷(xiāo)比較少，成本價(jià)格低廉，方便于總線的擴(kuò)展和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p

44、>　　單總線可作為寫(xiě)數(shù)據(jù)或讀數(shù)據(jù)，復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖等。單片機(jī)信號(hào)中都是采用不同電平的時(shí)間來(lái)區(qū)分，用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器的通信過(guò)程來(lái)說(shuō)明?？偩€在空閑時(shí)狀態(tài)為高電平，所以DHT11需要加一個(gè)1K左右的上拉電阻，開(kāi)始信號(hào)是主機(jī)把總線電位拉低至少18ms時(shí)，DHT11才能檢測(cè)到主機(jī)開(kāi)始的信號(hào)，開(kāi)始信號(hào)結(jié)束是等待主機(jī)再次把電平拉高；DHT開(kāi)始響應(yīng)，發(fā)送低電平80us作為響應(yīng)信號(hào)，再把電平拉高80us，此時(shí)主機(jī)模式切換到輸入狀態(tài)，用來(lái)

45、接收一個(gè)完整的數(shù)據(jù) 40bit；數(shù)據(jù)中的每一個(gè)bit都是以50us低電平時(shí)隙開(kāi)始發(fā)送,高電平的長(zhǎng)短決定了數(shù)據(jù)位狀態(tài)0或者1；數(shù)字0的表示方式是，高電平保持26-80us范圍內(nèi)，則這個(gè)比特為0電平，或者高電平時(shí)間保持到70us時(shí)這個(gè)比特為1電平。 </p><p>　　一次單總線通訊時(shí)間為3ms，數(shù)據(jù)分為整數(shù)部分和數(shù)據(jù)小數(shù)部分,具體的數(shù)據(jù)格式如下: 16bit濕度數(shù)據(jù)和8位校驗(yàn)和。數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于“16

46、位溫度數(shù)據(jù)+16位濕度數(shù)據(jù)”所得結(jié)果。16位數(shù)據(jù)的高8位是整數(shù)部分，低8位是小數(shù)部分。由于現(xiàn)在的技術(shù)原因，小數(shù)部分是0，以后推出的產(chǎn)品可能有所升級(jí)，從而出現(xiàn)更加精確的小數(shù)部分。</p><p>　　5.3.2 單總線程序</p><p>　　DHT11的初始化，是為了檢測(cè)DHT11這個(gè)模塊是否存在，由51單片機(jī)發(fā)送的開(kāi)始信號(hào)將單總線電平拉低至少18ms，然后再將總線電平拉高，做檢測(cè)結(jié)束信號(hào)

47、。然后DHT11開(kāi)始響應(yīng)，拉低總線電位80us，然后再拉高總線電位80us，此時(shí)則代表DHT11的初始化完成。接下來(lái)就開(kāi)始傳輸數(shù)據(jù)了。</p><p>　　DHT11的初始化成功后，單片機(jī)就準(zhǔn)備接收來(lái)自DHT11的數(shù)據(jù)，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)一共有40bit，濕度數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)各兩個(gè)字節(jié)，還有一個(gè)字節(jié)的校驗(yàn)數(shù)據(jù)，溫度數(shù)據(jù)加上濕度數(shù)據(jù)之和正好等于校驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果校驗(yàn)不通過(guò)，則不更新顯示數(shù)據(jù)。下面的程序就是用來(lái)讀取5個(gè)字節(jié)并校

48、驗(yàn)：</p><p>　　其中在讀取一個(gè)字節(jié)時(shí)也要有嚴(yán)格的時(shí)序，數(shù)據(jù)類(lèi)型不同時(shí)高電平的持續(xù)時(shí)間不同來(lái)表示，數(shù)據(jù)為0時(shí)以高電平持續(xù)時(shí)間為26-28us表示，數(shù)據(jù)為1以高電平持續(xù)時(shí)間為70us表示，電平的時(shí)間是一樣的為50us。那么我們可以捕獲上升沿，通過(guò)延時(shí)一點(diǎn)時(shí)間在判讀是否高電平的方法來(lái)確定是數(shù)據(jù)0還是數(shù)據(jù)1。</p><p>　　6.設(shè)計(jì)作品的調(diào)試結(jié)果</p><p&

49、gt;<b>　　圖6.0調(diào)試結(jié)果圖</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p><b>　　窗體頂端</b></p><p>　　在此設(shè)計(jì)里面，其主要選取單片機(jī)作核心元件，關(guān)于溫濕度和光照強(qiáng)度智能控制進(jìn)行簡(jiǎn)要的設(shè)計(jì)和闡述。關(guān)于此種單片機(jī)溫度和濕度控制，光照強(qiáng)度檢測(cè)原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行

50、了一些簡(jiǎn)要陳述。此設(shè)計(jì)中使用了模塊化和層次化的電路設(shè)計(jì)理念，選取硬件為主，軟件為輔的設(shè)計(jì)方式。選用集成溫度和濕度傳感器DHT11去完成關(guān)于溫度和濕度檢測(cè)，使溫度和濕度信號(hào)經(jīng)由傳感器來(lái)進(jìn)行收集而且是轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字的信號(hào)，以及使用BH1705采集光照強(qiáng)度信息并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞到單片機(jī)。并利用單片機(jī)來(lái)完成數(shù)據(jù)信息的分析與處理，給顯示的電路提供了需要顯示的信號(hào)。設(shè)計(jì)中采用了液晶LCD1602顯示需要的值。系統(tǒng)檢測(cè)精度較高、電路較簡(jiǎn)單、集成度較高、

51、工作比較穩(wěn)定以及調(diào)試簡(jiǎn)單。檢測(cè)精度較高。試驗(yàn)證實(shí)，此設(shè)計(jì)的系統(tǒng)檢測(cè)和準(zhǔn)確的溫濕度和光照強(qiáng)度的控制，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果，相信在人們對(duì)家庭環(huán)境要求越來(lái)越高的今天，具有一定的使用價(jià)值。</p><p>　　時(shí)光荏苒，歲月如梭，大學(xué)四年的讀書(shū)生涯在這個(gè)季節(jié)即將結(jié)束，在學(xué)校里面，我走過(guò)了人生中最為珍貴的年華，在這里有我熟悉和熱愛(ài)的一切。而在臨畢業(yè)之際，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我深刻的認(rèn)識(shí)到了自己的許多不足，自知距師長(zhǎng)的期盼、時(shí)代前進(jìn)

52、與科學(xué)發(fā)展之要求，仍有懸殊的差距，所以知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用永遠(yuǎn)都會(huì)是我學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本論文在導(dǎo)師的認(rèn)真指導(dǎo)下完成了。導(dǎo)師讓我樹(shù)立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法。本次論文從最開(kāi)始的定題到現(xiàn)在的完成經(jīng)過(guò)了很多次的修改，終于有了今天的成果。在此，我想表達(dá)我對(duì)我的導(dǎo)師的由衷的感謝。在寫(xiě)論文的過(guò)程中，我遇到了很多

53、問(wèn)題。在老師的耐心指導(dǎo)下，這些問(wèn)題才以得到了解決。所以在此，再次對(duì)老師道一聲：老師，謝謝您！</p><p><b>　　窗體底端</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn):</b></p><p>　　[1] 藺建凱. 溫室分類(lèi)淺述[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·溫室園藝.2007,(7):23-24.</p&

54、gt;<p>　　[2] 黃軍友. 物聯(lián)網(wǎng)溫濕度無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).2013,(9):10-13.</p><p>　　[3] 王敏. 溫室大棚溫濕度、二氧化碳測(cè)控系統(tǒng)的研究[D].機(jī)械設(shè)計(jì)及理論.2007.</p><p>　　[4] 李凱.基于單片機(jī)的機(jī)械控制系統(tǒng)的步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息.2012,(34):42-42.</p>

55、<p>　　[5] 宋雪樺. 基于單片機(jī)的高性能信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)[D]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù).2011.</p><p>　　[6] 郭素萍. 基于GSM的變壓器防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 電子與通信工程.2012.</p><p>　　[7] 李諾薇. 基于單片機(jī)的報(bào)警器與旋轉(zhuǎn)燈的設(shè)計(jì)[J]. 科學(xué)與財(cái)富.2015,(12):64-65.</p><p>　

56、　[8] 陳旦花. 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技.2012,(10):103-104.</p><p>　　[9] 張南賓,劉小平.大尺寸數(shù)碼管的設(shè)計(jì)與制作[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用.2013,(11):118-119.</p><p>　　[10] 袁歡,曾先文,徐諱.1602LCD液晶顯示[J].商品與質(zhì)量：學(xué)術(shù)觀察.2012,(5):104-104.</p>

57、;<p>　　[11] 張丹. 基于單片機(jī)的挖掘機(jī)在線稱(chēng)重系統(tǒng)的研究[D]. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù).2011.</p><p>　　[12] 王康. 多功能傳感器信號(hào)采集與數(shù)字化處理研究[D]. 微電子學(xué)與固體電子學(xué).2019. </p><p>　　[13] 王文新. 拱式蔬菜大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 計(jì)算機(jī)技術(shù).2013.</p><p>　　[1