题目: 大棚内的温、湿度检测与数据处理
及显示界面设计
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摘要
温室大棚对现在的人们来说，是非常熟悉的一个名词，因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。如何利用自动检测与自动控制系统有效的控制好温室大棚内的各种环境因子，以提高温室大棚环境的控制精度和效果，对我国温室业的发展有着不可估量的重要意义。本设计采用西门子S7-300系列可编程控制器来实现自动化控制的温室大棚。温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用，在检测这环境因子的时候考虑到精度，反应速度，方便设备连接等问题，将采用温度传感器，湿度传感器对环境各项指标进行检测，传感器将检测的结果送入PLC 中，由PLC将其与设定值进行比较，再发出相应的指令驱动电机﹑卷帘等设备运行或停止来调节室内的温度、湿度，从而达到智能化，自动化控制的目的。使用step7及wincc flexible实现上下位连调，详细的介绍系统的特点，组成，硬件设计及软件设计等问题。
关键词：蔬菜大棚；PLC；温湿度控制
Abstract
Greenhouse for the people now is a very familiar noun, because now we live in a lot of flowers, vegetables, fruit which from greenhouse shelter of planting out. How to use automatic detection and automatic control system of effective control of greenhouse trellis inside, in order to improve the environmental factor trellis environment control precision of the greenhouse effect and has become the greenhouse industry research in China at present. This design USES the Siemens s7-300 PLC to realize the automation control greenhouse trellis. Temperature, humidity environment factors in the process of plants plays an important role in detecting the environmental factor, when considering the accuracy, the reaction speed, convenient device connected by such issues, will the temperature sensor,humidity sensors detect the indicators of environment, the sensor will test results by PLC sent PLC compare it with setting, then sends out the corresponding order-driven heating element,, the fan, ventilation window, filling light equipment, sunshade shade equipment operation or stop to adjust indoor temperature, light, humidity, so as to achieve the purpose of intelligent, automation control. Discuss PLC control system application in plants greenhouse canopy, Use the step7 and wincc flexible to achieve the upper and lower sandhi detailed introduces the characteristics of the system, the composition, the hardware design and software design.
Keywords: Vegetables greenhouse；PLC system；Temperature and humidity control
目录
摘要................................................................................................................................. I I Abstract ............................................................................................................................. I I 第一章绪论. (1)
1.1 课题背景及研究意义 (1)
1.2国内外温室控制技术发展概况 (2)
1.3 选题的目的和意义 (3)
第二章系统的整体设计方案 (4)
2.1系统的设计任务 (4)
2.2 控制系统核心部件的选择 (4)
2.2.1 通讯方式简介 (4)
2.2.2 温室控制系统硬件配置 (5)
2.3．控制方案 (6)
2.4.系统工作原理 (7)
第三章硬件系统的研究与设计 (8)
3.1 PLC的选型 (8)
3.1.1 I/O地址分配 (9)
3.1.2 接线图 (11)
3.2 传感器的选型 (12)
3.2.1温度传感器 (12)
3.2.3 空气湿度传感器 (14)
3.3 电磁阀的选型 (15)
3.4低压控制器件选型 (15)
3.5主回路及控制回路的设计 (21)
3.5.1 系统主电路设计 (21)
3.5.2 控制回路设计 (23)
3.6 就地控制箱设计 (24)
第四章、软件系统的研究与设计 (26)
4.1 STEP7软件编程简介 (26)
4.1.1 软件简介 (26)
4.1.2软件运行 (28)
4.1.3 主要功能块简介 (29)
4.2系统流程图 (30)
4.2.1 主程序流程图 (30)
4.2.2 温度子程序 (30)
4.2.3 湿度子程序 (31)
4.2.4 故障报警子程序 (33)
第五章控制系统监控界面设计 (35)
5.1 上位软件 (35)
5.2 通讯连接 (36)
5.3 人机界面 (36)
结论 (39)
致谢 (40)
参考文献 (41)
附录一：程序梯形图 (42)
第一章绪论
1.1 课题背景及研究意义
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。当前农业温室大棚大多是中、小规模，要在大棚内引人自动化控制系统，改变全部人工管理的方式，就要考虑系统的成本，因此，针对这种状况，结合郊区农户的需要，设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。该系统采用传感器技术和PLC相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用MPI网络进行通讯，实现温室大棚自动化控制。
中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题
中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。
目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。
1.2国内外温室控制技术发展概况
温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。
从国内外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段:
（1）手动控制。
这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合
传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。
（2）自动控制。
这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。
（3）智能化控制。
这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势发展。
1.3 选题的目的和意义
大棚是蔬菜栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类作物对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，，最终将会给我们带来巨大的经济效益。随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。该系统可自动控制浇水、降温。根据需要，通过按键将温度信息输入wincc flexible，根据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。本文将使用PLC与上位机结合对温度及湿度控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统。目的是通过这次毕业设计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的运作模式及意义，也能够将所学知识和技能更多的运用于生活和工作中，学以致用。
第二章系统的整体设计方案
2.1系统的设计任务
植物温室大棚的作用是改变植物的生长因子，从而避免四季的气候变化和恶劣气候对植物生长的不良影响，为植物提供一个良好的生长环境，在温室大棚中，一般利用一些采光性较好和钢铁，还有遮阳性的材料作为主要结构材料。它可以培养不适应在该季节下生长的植物，对农作物的生长因子进行调节，促进植物的生长发育，防止病虫害，以达到增加产量的目的。温室中的温度，光照，湿度，CO2浓度，土壤酸碱度等因素对植物的生长起着重要作用，本设计主要研究温室控制的主要对象是温度，湿度，应用温度传感器，湿度传感器对各环境因子进行检测。温度的调节主要通过卷帘的动作进行解决，湿度则由水泵电机的灌溉系统进行补偿，网络监控设备选用普通PC，现场装备了控制箱作为现场监控装置。
被控对象为10个蔬菜大棚的温湿度控制，每个大棚内有一个15Kw水泵电机和10Kw的卷帘电机（水泵电机与卷帘电机可以实现就地控制，也可以实现远程计算机控制）。温度控制精度为：±0.5℃，土壤湿度控制精度为：±5%。可以加入空气湿度控制，其精度为：3%RH（需要加入喷雾控制）。尝试构建该系统的分布式控制结构,保证各子系统的相对独立性,使系统具有可靠性高，拓展性强的特点。
2.2 控制系统核心部件的选择
2.2.1 通讯方式简介
MPI网络是是基于MPI（Multiplant Interface）多点接口协议的通信网络，当通信速率要求不高、通信数据量不大时一种简单经济的通信方式。MPI通信主要的优点是CPU可以同时与多个设备建立通信联系，即编程器/上位机、HMI设备和其他的PLC 可以连接在一起并同时运行。每个控制点是同级的，对每个大棚的PLC赋予不同的地址，都由上位机来控制。相对于其它总线网络结构，它更简单、更经济。由于西门子PLC S7-200/300/400 CPU上的RS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通信接口，所以在没有额外硬件投资的状况下，可以实现PG/OP、全局数据通信以及少量数据交换的S7通信等通信功能，其网络节点通常包括S7 PLC、TP/OP、PG/PC、
ET200S以及RS485中继器等网络元器件。MPI网络最多可以连接32个节点。
MPI网络的通信速率为19.2Kbit/s-12Mbit/s，通常默认设置为187.5Kbit/s，只有能够设置为PROFIBUS 接口的MPI 网络才支持最大的12Mbit/s 的通信速率。。普通PC 需要通过MPI/PROFIBUS通信卡（如CP5512/CP5611/CP5613等）联入MPI网络，其中CP5611和CP5613用于台式电脑，后者带网络诊断功能，但价格相对较高。
2.2.2 温室控制系统硬件配置
在工业自动控制系统中，单片机控制与PLC控制是最常用的自动控制系统，但与单片机相比，PLC具有极高的可靠性、灵活性、编程相对简单、扩展模块丰富等等优点，能够广泛应用到实际生产中。由德国SIEMENS系列产品产品具有功能强大，可靠灵活，实用性强等特点。从系统的整体性出发，考虑到经济性、适用性、功能性等各方面原因，我们选用西门子公司的产品，以最优的性能/价格比进行系统配置。本系统可以实现各个子系统的单独调用，通过通讯网络由总控制室统一管理，便于实现多路控制。
S7-300系列的PLC是一种中等PLC系统，其功能非常强大，针对中小型自控应用，是面向生产制造领域的最佳系统解决方案。
1）功能强，性能价格比高
2）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强
3）可靠性高，抗干扰能力强
4）系统的设计、安装、调试工作量少
5）编程方法简单
梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。
6）维修工作量少，维修方便
PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。
7）体积小，能耗低
对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器。
8)与时俱变，能实现网络通讯
PLC可以与电脑及智能仪表等通过通信联网，实现分散控制，集中管理。并能实现地显示出当前机械设备的工作状态和工作流程，对生产管理和现场维修带来极大的方便。
9）提升产品技术含量，增加产品形象！
10）对未来机械升级很方便
高效率的组态和编程，基于世界标准的STEP 7 更高的可用性，基于强大的集成的诊断功能，高效的处理速度可极大的缩短设备的循环时间，节省空间，模块化设计，没有槽位规则。基于以上优点本设计采用S7-300系列的PLC。
本系统选用SIMATIC S7-300 系列PLC作为现场控制设备，因为该系列PLC具有较高的性价比，且具有强大的网络通信功能。同时配置了空气温度传感器﹑土壤湿度传感器用于检测温室内环境变量；装备了水泵﹑卷帘等设备，用于改变温室内各环境变量的数值；网络监控设备选用普通PC，现场装备了控制箱作为现场监控装置。
2.3．控制方案
植物的生长是在一定环境中进行的,在生长过程中受到环境中各种因素的影响,其中对植物生长影响最大的是温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大,对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对植物的生长进行合理的控制,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此,本系统就是利用PLC作为控制器，采用传感器对温室温度、温度等环境因素进行巡回测量，并将结果送到PLC中，由PLC对结果进行处理，然后调控各设备对环境因子进行补偿。现场可采用现场控制箱控制，PC通过MPI网络实现远程监控。其硬件连接方式如下：
图2.1硬件连接方式示意图
2.4.系统工作原理
系统由温度传感器，湿度传感器，PLC系统，加温设备，加湿设备，通风设备等几个部份组成。系统的工作过程如图所示：
图2.2 系统的工作过程
该温室控制系统是利用PLC模块将湿度传感器，温度传感器采集的有关参数转换成数字信号，并且把采集的参数与已设定的值进行比较，再经过PLC的比较后，给出相应的的控制信号对执行机构进行控制。在此系统中还可以通过串口的形式与PC机相连，从而实现实时数据的管理与存储，以后植物生长的研究带来宝贵资料。传感器把生物有关的环境因子（湿度，温度）参数转换成为电信号，其中温度传感器的输出电压对应一个温度，并且具有测量精度高，测量范围广，构造简单，价格低廉等特点，可以把-10℃～100℃的温度转换成0～5V的电压，在湿度传感器测量中可以将相对湿度0%～100%的相对湿度转换成0～5V的电压信号。温室控制执行机构包括卷帘﹑水泵、电磁阀等。系统开始工作时，PLC通过温度传感器，湿度传感器来检测温室内的温度，湿度与设计值相比较，如果温度，湿度超出设定值上下限值，PLC就会输出指令，控制动作相应的执行设备。相反，如果测量值在设定值范围内则发出指令停止相应的设备。
第三章硬件系统的研究与设计
3.1 PLC的选型
系统选用西门子公司的S7-300 PLC实现集中监控。根据系统控制要求并考虑留有
一定的裕量，PLC由电源模块PS307﹑CPU模块CPU313c-2DP﹑I/O模块（1块模拟量输入SM 331)组成，具体硬件配置如下：
1.电源模块PS307：输入电压为220V AC，输出电压为24V DC，输出电流为5A，向其他PLC模块供电。
PLC内部的电源可分为：内部——开关稳压电源，供内部电路使用；大多数机型还可
以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器
供电。
外部——可用一般工业电源，并备有锂电池（备用电池），使
外部电源故障时内部重要数据不致丢失。
西门子PLC有多种24-VDC 电源模块可用于S7-300 PLC 和传感器/执行器。
本次设计中考虑到带负载能力等电源选择5 A 电源模块6ES7 307-1EA00-0AA0即可，其属性如下：
输出电流为5 A
输出电压为24 VDC；短路和断路保护
与单相交流电源连接（额定输入电压120/230 VAC，50/60 Hz）
安全隔离符合EN 60 950
可用作负载电源
2.CPU模块
CPU——是PLC的核心部分。与通用微机CPU一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能：
（1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器；
（2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；
（3）诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；
（4）在PC进入运行状态后：
a）执行用户程序——产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐
条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去
启闭有关的控制电路）
b）进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务
c）更新输出状态——输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的
内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）
本次设计大棚温湿度控制系统中输入输出IO点数由紧凑型PLC支持足以，并且由方案论证中可知PLC选择的是西门子公司的S7-300系列，考虑到价格、存储、通信方式等，CPU型号选择为313C-2DP型，带集成数字量输入/输出和一个MPI接口和一个DP 接口的紧凑型CPU，带有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务和连接单独的I/O设备，32kBRAM，24VDC电源，内置16DI/16DO。
3.I/O模块
PLC系统的输入信号包括各个大棚的温度及湿度信号﹑电机启动停止信号﹑自动手动转换开关信号﹑现场远程转换开关信号。温湿度模拟量信号用模拟量输入模块SM 331来扩展。由输入点数以及考虑到10%-20%的冗余，扩展模块选择为模拟量输入模块SM 331; AI 8 x 16 位；(6ES7 331-7NF10-0AB0)，其属性为：? 4 个通道组中的8 点输入
?测量值精度 = 15 位 + 符号（独立于积分时间）
?每个通道组的可选测量方法：
–电压
–电流
?用户定义的测量范围设置和每个通道组的过滤/刷新率
?可编程诊断
?可编程诊断中断
?带限制值监视功能的2 个通道
?超限时的可编程中断
?与背板总线接口电气隔离
?通道间的允许CMV：最大50 VDC
3.1.1 I/O地址分配
由系统设计需要输入信号有启动、停止、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿
度传感器等；输出信号被控对象有卷帘电机、水泵电机、电磁阀、报警装置等，其I/O 地址分配表如下：
3.1.2 接线图
（1）由PLC地址分配列表可以得到CPU接线方式，其接线图如图所示：
图3.1 CPU模块接线图
PLC主体模块接线如图三所示。PLC的输出触点负载能力偏低，如果直接带动电机等负载，输出触点容易损坏，故采用中间继电器作为中间元件，间接控制电机的启
停及正反转。由中间继电器触点控制交流接触器，交流接触器作为控制元件来控制电机启停和正反转。
（2）温、湿度传感器与PLC扩展模块SM331的接口电路
图3.2 模拟量模块接线
3.2 传感器的选型
本系统设计了对与作物生长发育有关的环境温度、土壤湿度等参数进行采集的功能，实现温室大棚内各种参数的数据采集任务，传感器负责对温室环境因子的采集，将采集信转换为0-5伏的电压信号，送入PLC，供PLC使用，而使用的各类传感器，分别介绍如下：
3.2.1温度传感器
温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场超过了其它的传感器。温
度传感器主要四种类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟量输出和数字量输出两种类型。在温度传感器的选择上余地比较大，在此选用PH-QW 大气温度传感器,PH-QW大气温度传感器采用光刻铂电阻作为感应部件，感应部件位于杆头部，外有一层滤膜保护膜可配专用的防辐射罩，保护传感器免受太阳辐射和雨淋。
技术指标：
·测量范围：-50～+100℃
·分辨率：0.1℃
·准确度：±0.2℃
·供电电源：2.5V（标配）、5V、12V、24V
·输出形式：a: 0-5VDC;
b: 4～20mA;
c: RS232/RS485网络通讯
特点：精度高、低漂移、响应速度快、体积小、安装方便、性能稳定、使用寿命长、抗干扰能力强
土壤湿度传感器
湿度传感器分为空气湿度传感器和土壤湿度传感器两种。温室的湿度如果能控制在一定范围内，则可以大大降低双霉病、炭霉病及疫害病的发病率。
土壤湿度度能够适当的控制在植物生长范围内的话，可以提高植物的生长，防止植物根部腐烂，节约用水等。水分是决定土壤介电常数的主要因素，测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量，与土壤本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方发法。在此选用PH-TS 土壤湿度传感器，PH-TS土壤湿度传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。
性能指标
测量参数：土壤容积含水量
·单位：%（m3/m3）
·量程：0～100%（m3/m3）
·精度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）
·分辨率：0.1%（m3/m3 ）
·测量区域：
90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长为6cm的圆柱体内
·稳定时间：通电后约1秒
·响应时间：响应在1秒内进入稳态过程
·工作电压：电流输出为12V—24V DC,电压输出为5V DC ·工作电流：50～70mA，典型值50 mA
·输出形式：a: 0-5VDC;
b: 0～20mA;
c: RS232/RS485网络通讯
·密封材料：ABS工程塑料
·探针材料：不锈钢或铜
·电缆长度：标准长度5m
·遥测距离：小于1000米
3.2.3 空气湿度传感器
空气湿度传感器选用PH-QS大气湿度传感器，可用来测量空气湿度，感应部件采用高分子薄膜湿敏电容，位于杆头部，这种具有感湿特性的电介质其介电常数随相对湿度而变化。
技术参数
测量范围：0～100%RH
输出范围：0～100%RH 0～5VDC
分辨率：0.1%RH
准确度：±3%RH（T>0℃）±5%（T≤0℃）
稳定性：<1%RH/年
供电电源：DC5V、DC12V、DC24V可选
输出形式：1、电流：4-20mA
2、电压: 0-5VDC；
3、RS232/RS485网络通讯；
4、TTL电平：频率和脉宽两种。
工作环境：温度-40℃～50℃
湿度≤100%RH
稳定性：<1%RH/年
产品重量：传感器140g，带变送器550g
负载能力：电流型输出阻抗≤250Ω
电压型输出阻抗≥1KΩ
产品功耗：6mW（电压型）
3.3 电磁阀的选型
电磁阀是用来控制液体的方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控制和工业阀门上面，对介质方向进行控制，从而达到对阀门开关的控制。电磁阀常与空气过滤器，回信器连接叫气动三联件。
本系统的电磁阀主要用于农业用水，可以选用电磁阀DP-10，下表为DP-10的介绍：
3.4低压控制器件选型
一、按钮
LA 25系列控制按钮采用积木式结构、插接式连接，可以自由组合常开、常闭触头的对数，。LA25系列控制按钮是目前国内规格品种最齐的一种控制按钮系列。
本系统需三种不同按钮：启动、停止和急停按钮。按各自功能选择不同型号，启
天津科技大学本科生 外文资料翻译 学院电子信息与自动化学院 专业 2011自动化（实验班） 题目基于触摸屏、PLC的蔬菜大棚温湿度监控系统设计姓名张会来 指导教师（签名） 2015年3月20日
利用无线传感器网络对辣椒温室系统的控制 摘要：本文的研究表明：“辣椒温室系统（PGHS）”收集温室辣椒生长的最适条件的信息。国内辣椒栽培设施的温度变化范围相对比较大并且设备内部必须保 浓度不均匀，对辣椒生长产生不好的影响。为了应对这持相对干燥。此外，CO 2 些问题，“辣椒温室系统”（PGHS）是基于无线技术，为帮助农民种植辣椒设计的。该系统提供了对生长环境的监测，它是利用传感器测量温度、湿度、光照、叶片湿度、果实等信息来监测辣椒生长环境数据，“人工光源控制服务”是安装在温室内通过分析收集到的数据来提高能源效率和控制生长环境，从而处理控制温室。 关键词：美国海军；辣椒；温室 1.引言 最近国内园艺产业的数量和它的技术质量在资本密集型的行业取得了实质性的增长，现在它除了现有的国内需求成了一个在海外出口需求潜力巨大的优势产业。[1]。 辣椒是一种创造高附加值的园艺产品。辣椒的产量取决于日照量，日照强度和日照时数的不同[2]。辣椒的种植成本由供热成本，农资成本和劳动力成本组成。其中，对于困难农民供热成本和农资成本比重都很高[3]。 本研究的提出是为了培养红辣椒而建立一个“辣椒温室系统”（PGHS），这需要精确的成长管理。 “辣椒温室系统”（PGHS）利用IT技术在实时采集农作物生长信息来控制栽培设施从而控制农作物成长环境的系统。“辣椒温室系统”（PGHS）减少农作物的生长、发育、产量和品质的偏差。它还利用生物特征数据来控制栽培设施从而优化最佳成长环境和创造在辣椒根区的最佳条件。这个系统优化管理生产要素，减少了能量损失、肥料和水，这样就降低了生产成本。用人工光源提供人工照明使农作物有良好的成长环境，这样持续供应高质量的，新鲜的蔬菜将变得有可能。农民将通过栽培设施给客户持续供应高质量的新鲜蔬菜从而提高生产力和收入。“辣椒温室系统”（PGHS）的设计和实现都是基于无线传感器网络。 本文由以下内容组成。第2章介绍了监控系统应用在韩国和海外农业环境的相关技术。第3章阐述了为“辣椒温室系统”（PGHS）的研究提供的配置元素和服务。第4章阐述了“辣椒温室系统”（PGHS）的实施内容。第5章是结论。
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
【关键字】开题报告 大棚温湿度控制系统开题报告 篇一：蔬菜大棚温度控制系统开题报告 中北大学信息商务学院 毕业设计开题报告 学生姓名： 系别： 专业： 设计题目： 指导教师: XX 年 3 月20日XXX 学号：信息商务学院自动控制系自动化蔬菜大棚温度控制系统设计赵耀霞 开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资 格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用按信息商务学院教学管理部统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处或信息商务学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．学生写文献综述的参照文献应不少于15篇（不包括辞典、 手册）。文中应用参照文献处应标出文献序号，文后“参照文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参照文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如0XX401X02），不能只写最 后2位或1位数字； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“XX年3月15日”或“XX-03-15”； 6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得 随便涂改或潦草书写。 毕业设计开题报告 篇二：温室温湿度控制系统设计开题报告 辽宁(本文来自：小草范文网:大棚温湿度控制系统开题报告)石油化工大学 信息与控制工程学院 毕业设计（论文）开题报告 论文题目：温室温湿度控制系统设计 学生姓名：刘晓薇
温湿度检测仪毕业论文 第1章绪论 1.1设计任务 设计一个基于单片机的测温湿度控制系统，用单片机作为主控芯片，通过温湿度传感器监控对温湿度进行实时性控制，通过设置警戒温度，利用单片机控制，当温湿度高于设定温湿度基准值时启动报警，以达到控制的目的。 设计的功能如下： （1）实现LED数码管显示； （2）能通过按键选择工作模式和基准值的设定。 设计技术指标如下： （1）显示三位温度三位湿度； （2）温度采集精度为±0.5℃,湿度采集精度为±5%。 1.2原理描述 本设计主要由电源模块、温湿度采集模块、按键模块、报警模块、单片机控制模块以及数据显示模块几部分组成。如下图1-1所示：
图1-1 系统总体结构框图 1.2.1总体方案的设计 用温温度传感器DS18B20，DHT11主要实现检测温度、湿度的检测，将温度湿度[2]信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机进行数据的分析和处理，为显示和报警电路提供信号。设定模块主要为设定温湿度报警的阈值，其流程图1-1所示： 1.2.2 系统原理 温湿度采集模块使用的是DS18B20，DHT11数字温湿度传感器，它使用单总线方式，接口简单，而且无需另外校准，完全能够满足日常环境温湿度的检测要求。 数据处理模块使用的是AT89S51单片机，其完成温湿度数据的采集、运算和逻辑控制的功能。 其余模块主要由按键、LED和蜂鸣器构成。其中按键用于用户设定温湿度阈值，LED用于数据显示，蜂鸣器用于提示用户。按照系统的设计功能所要求的，温湿度监控系统原理图如下图1-2所示：
图1-2 温湿度监控系统原理图 单片机作为主控制器，主要负责处理由温湿度传感器送来数据，并把处理好的数据送向显示器模块，温湿度传感器主要用来采集周围的环境参数，并把所采集到得数据送向单片机，按键电路主要是用来完成单片机的复位操作和温湿度初始值的设定。蜂鸣器电路就是用三极管来实现的，用来判断周围的温度或者湿度是否超出设定数值，显示电路主要用来显示当前的温湿度。 1.3整体方案的论证 1.3.1温湿度检测电路 方案一：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。DS18B20是一线式数字温度传感器，具有独特的单线式接口方式，测量围在－55℃～125℃，－10℃～85℃，误差为0.5℃。最高精度可达0.0625℃。HS1101是电容式湿度传感器，可测相对湿度围在0%~100%RH，误差为2%RH。 方案二：选用DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式感湿元件和NTC式温度检测元件，可测20~90%RH湿度，误差5%RH，0~50℃，误差2℃。 由于HS1101所构成的测湿度电路对电阻的精度要求高并电路繁琐，而DHT11温度精度达不到要求，所以取两者方案优点用DS18B20测温度和DHT11测
学号：2009012708 2013届本科生毕业论文（设计）题目：空气温湿度测量仪设计 学院(系)：机械与电子工程学院 专业年级：机械电子工程091 学生姓名：申士杰 指导教师：朱兆龙 合作指导教师： 完成日期： 2013年6月
空气温湿度测量仪设计 摘要 植物生长都需要适宜的环境条件，环境温湿度是最主要的环境因子之一。空气温湿度的测量对农业生产十分关键。通过比较多种温湿度测量方法，设计一种基于单片机的空气温湿度测试仪。本设计采用51单片机STC89C51为核心处理器，由空气温湿度传感器所测数据送入单片机，进行运算处理，最终在LCD016L上显示测量结果。系统基于模块化设计确定各模块单元，并选择相应的电子元器件，进而进行电路设计。系统硬件电路主要由单片机外围电路、传感器电路、电源电路、液晶显示电路等组成。在此基础上，设计系统软件；软件部分包括单片机外围模块、温湿度传感器模块、电源模块以及人机交互模块的程序设计。电路原理图在proteus软件进行仿真，仿真结果表明电路原理上可行。根据设计方案，空气温湿度测量仪可以具有读取方便，操作简单，测量精确的优点。 关键词:空气温湿度；液晶显示；STC89C51；SHT10
Design of Air temperature and humidity meter Abstract Temperature and humidity environment is the most important factor for that Plant growth requiring appropriate environmental conditions. The measurement of temperature and humidity is critical to agricultural production. Therefore, by comparing a variety of temperature and humidity measurement methods, design a microcontroller-based tester of temperature and humidity . This design uses 51 single core processor STC89C51 by air temperature and humidity sensors of the measured data into the microcontroller, operation processing, culminating in LCD016L display the measurement result . System is based on a design of modular to determine each module unit, and select the appropriate electronic components, and circuit design further. System hardware circuit by the MCU peripheral circuit, sensor circuit, power circuit, liquid crystal display circuit and other components .On this basis, design system software; software parts includes module of On this basis, design system software; software part includes control module, the module of temperature and humidity sensor, the module of power and the module of human-machine interaction programming ,the module of temperature and humidity sensor, the module of power and the module of human-machine interaction programming. Schematic circuit is simulation in the proteus, and simulation results show that schematic is viable. According to design, the measuring instrument of air temperature and humidity may have the advantages of easy operating, easy reading and having precise measurements. Keywords：temperature and humidity of air ; LCD; STC89C51;SHT10
河北农业大学 毕业设计（论文） 题目：基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计 农业电气化1501班：李闫 指导教师：郭艳霞
基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计 设计概述： 温度和湿度是在农业生产中常见的和基本的参数之一，它们会大幅度影响作物产量和品质,现代科学和技术在提高农业生产力方面发挥着重要作用，以确定温度和湿度，实时显示、储存和监测。国内生产，产品质量与节能。本次设计欲将单片机、传感器、计算机技术相结合设计出一套符合现代温室大棚的温湿度采集系统。 该系统以单片机为第一基本点,并使用多个温度传感器和湿度传感器作为元件。该单芯片微型计算机与数字传感器连接到收集并存储该传感器的测量数据。该MCU(微控制单元)通过RS-232发送所收集的数据到计算机。计算机存储、记录由MCU为员工发送的数据进行浏览,记录和进行相关处理。在另一个地方,MCU 需要实现监控系统的扩展,数据的实时显示和数据存储的功能。 本文主要完成了以下几个方面:首先是设计概括出本系统大致方向，选择与本次系统相符合的传感器。，根据选择的传感器设计硬件与软件。其次是数据的采集：包括温度和湿度的数字控制、监测原则、监测计划和监测系统软件开发。本系统可以全面且及时的对温室环境中的温湿度进行采集与监测，并且还可以将以前的数据进行保存与记录，方便人们及时查看与数据对比，此外设计了显示模块，通过使用图形的方式更加直观显示参数，实现了智能化远程监测温湿度的思想。 关键词:温室大棚单片机温湿度传感器
Design of temperature and humidity acquisition system in greenhouse based on single Chip Microcomputer Design overview: temperature and humidity are one of the common and basic parameters in agricultural production. Modern science and technology play an important role in improving agricultural productivity to determine temperature and humidity, real-time display, storage and monitoring. Domestic production, product quality and energy saving. In this paper, a new modern temperature and humidity acquisition system for hardware and software greenhouse is designed by SCM, transducer, computer technique . The system takes single chip microcomputer as the first basic point, and uses multiple temperature sensors and humidity sensors as acquisition components. The single chip microcomputer is connected to the digital sensor to collect and store the measurement data of the sensor. The MCU (Microcontrol Unit) sends the collected data to the computer via RS-232. Computer stores, records the data sent by MCU for employees for browsing, recording and related processing. In another place, MCU needs to realize the expansion of monitoring system, the real-time display of data and the function of data storage. This paper mainly completes the following aspects: first of all, the general direction of the system is summarized, the sensors consistent with the system are selected, and the hardware and software are designed according to the selected sensors. Secondly, data collection: including temperature and humidity digital control, monitoring principles, monitoring planning and monitoring system software development. The system can collect and monitor the temperature and humidity in greenhouse environment in a comprehensive and timely manner, and can also save and record the previous data, which is convenient for people to view and compare the data in time. In addition, a display module is designed. By using graphics to display parameters more intuitively, the intelligence is realized. The idea of remote monitoring temperature and humidity. Key words: greenhouse, single chip microcomputer, temperature and humidity sensor,
计算机硬件（嵌入式）综合实践 设计报告 温度检测系统设计与制作
一．系统概述 1. 设计内容 本设计主要从硬件和软件部分介绍了单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89S52单片机为核心, 同时利用DS18B20温度传感器采集温度，采用4位LED 显示管实施信息显示。 AT89S52单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行实时采集与检测。本设计介绍的单片机自动控制系统的主要内容包括：系统概述、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、部分软件设计及主要技术性能参数。 2. 元器件选择 单片机AT89S52：1个 22uF电容：2个 电阻：1个 万能板：1个 杜邦线：若干 单排排针：若干
DS18B20温度传感器：2个 4位LED显示管：1个 二．软件功能设计及程序代码 1.总体系统设计思想框图如下： 单片机应用 软件调试 软件编程 系统测试和调试 系统集成 硬件调试 选择单片机芯片 定义系统性能指标 硬件设计 2.主程序流程图 3.DS18B20数据采集流程图
4.程序代码 ①、温度记录仪 #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> bit rec_flag=0;.",1); display(l2," ",1); eeprom_format(); display(l1,"Format Successed",1); longdelay(3); break; } if(ser_rec=='N') break; if(autobac_tim>10) break; } autobac_tim=0; break; case 'D':",1); display(l2," ",1); RDTP=512;",1); display(l2," ",1);
毕业论文（设计） 大棚温湿度自动调控 朱康允 指导老师：王国强 班级：机电设备09 系（部）：机电工程系 专业：机电设备维护与管理 答辩时间： 1
摘要 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。 本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。 关键词：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器 2
Abstract With the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs. This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value. Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor 3
《物联网工程设计与实施》项目设计 项目课题：基于STM32的温湿度检测 院系：计算机科学与技术学院 专业：物联网工程 项目经理：学号：123921043 副经理：学号：123921024 项目成员：学号：123921002 项目成员：学号： 123921048 项目成员：学号： 123921054 项目成员学号： 123921025 项目成员学号： 123921011 项目成员学号： 123921023 指导教师： 2014 年 12月
目录 摘要 (5) Absract (7) 一．设计目标 (9) 二．设计方案 (9) 三．实验所需器材 (9) 四．设计内容 (9) 4.1 STM32模块 (9) 4.2 AM2302介绍 (11) 4.2.1 产品概述 (11) 4.2.2 应用范围 (12) 4.2.3 产品亮点 (12) 4.2.4 单总线接口定义 (12) 4.2.5 传感器性能 (13) 4.2.6 单总线通信 (13) 4.3 Nokia 5110 介绍 (15) 4.3.1 SPI接口时序写数据/命令 (15) 4.3.2 显示汉字 (15) 4.3.4 显示图形 (16) 4.4 原理图设计 (16) 4.5 PCB板设计 (17) 五．实验软件设计 (18) 5.1 温湿度传感器DHT22的程序 (18) 5.2 湿度显示函数 (21) 5.3主函数程序 (23) 5.3.1显屏程序 (23) 六．作品实物展示 (32) 七．设计总结 (33)
基于STM 32 的温湿度检测 摘要 随着现代社会的高速发展，越来越多的科学技术被应用于农业生产领域。在温室大棚中对温湿度、二氧化碳浓度等外部参数的实时准确的测量和调节更是保证农业高效生产的重要前提。本次课程设计中实现了一个基于STM32F103VET6的智能温湿度检测系统，目的是实现温湿度的采集和显示，温湿度的采集是作为自动化科学中一个必须掌握的检测技术，也是一项比较实用的技术。本次实验主要作了如下几个方面工作：首先通过对实时性、准确性、经济性和可扩展性等四个方向的分析比较之后，选择了STM32F103VE微控制器作为主控芯片和AM2303温湿度传感器来实现对温湿度数据进行采集；在Nokia5110显示屏上显示出温度和湿度，然后详细介绍了各个模块的工作原理和硬件电路设计思路，实现了温湿度数据实时准确的测量；之后阐述了系统各个部分的软件设计思路；最后对系统在实际应用中采集到的数据进行了处理，分析了误差产生的原因，并通过分段线性插值算法对系统非线性误差进行了校准，同未校准时采集的数据相比，校准后的数据准确度更高，稳定性更好。在保证测量效果的基础上，本系统设计中充分考虑到性价比和再次开发周期性等，具有成本低、设计开发方便、通用性强等特点，不仅适用于现代农业生产中，还能用于其它工业控制、机械制造等其它领域，具有一定的市场推广价值。 【关键词】：嵌入式技术，电路设计，STM32，AM2302温湿度采集，Nokia5110 显示屏，程序设计
湖南工程学院课程设计 课程名称单片机原理与应用 课题名称环境温、湿度检测系统设计 专业__________ 自动化_____________ 班级__________ 1191 ______________ 学号20 姓名_______________________ 指导教师李晓秀王迎旭_________________
2013 年12 月12 日 湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称单片机原理与应用___________ 课题环境温、湿度检测系统设计 专业班级自动化_________ 学生姓名_______________________ 学号2011 _____________________ 指导老师_________ 李晓秀 _______ 审批___________________________ 任务书下达日期2013 年12月1日 任务完成日期2013年12月13 日
设计内容: 本课题要求以单片机为核心，采用温湿度传感器DHT11设 计一个对环境温度湿度的检测系统，要求用按键控制系统选择分别对温度或湿度的测试、复位、清除功能，用四位LED数码管显 示实时温度和温度。 设计要求： 1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计； 3）完成必要元器件选择； 4）系统软件设计及调试； 5）系统联调及操作说明 6）按规范要求写设计说明书
1、PC机及单片机调试软件； 2、开发板1块； 3、系统设计、调试所需的元器件 说明书格式 1.课程设计任务书 2.目录 3?总体方案确定 4.各单元硬件电路设计及计算方法 5.软件设计与说明（包括流程图） 6.调试结果与必要的调试说明 7.总结 &参考文献 9、附录 附录A 系统原理图 附录B 程序清单 10、课程设计成绩评分表。
毕业论文(设计) 题目名称温室大棚温湿度控制系统 院（系）电子信息学院 专业班级电气10803 学生姓名 指导教师 辅导教师 时间2012年3月至2012年6月
目录 长江大学毕业设计(论文)任务书 (3) 毕业设计开题报告 ..................................................... VII 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 ................................ XI 长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 ................................... XII 长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 ............................ XIII 中外文摘要 ............................................ 错误！未定义书签。前言 ................................................................. XVI 绪论 (18) 1.1课题来源 (18) 1.2国内外发展现状、趋势以及面临的挑战 (18) 1.3研究的目的、意义及主要内容 (19) 2硬件设计 (19) 2.1系统总体结构设计 (19) 2.2控制模块的设计 (20) 2.2.1 STC89C51的主要特性 (20) 2.2.2 AT89C51的管脚说明 (21) 2.2.3震荡电路 (23) 2.2.4 复位电路 (23) 2.2.5 单片机的CPU (24) 2.2.6 单片机的中断系统 (26) 2.2.7 单片机最小系统 (29) 2.3 传感器设计 (31) 2.3.1 DHT11的简介 (32) 2.3.2 引脚说明 (32) 2.3.3 电源引脚 (33) 2.3.4 串行接口（单线双向） (33) 2.4 无线模块的设计 (35) 2.4.1 APC220的性能 (35) 2.4.2 无线传输模块APC220的接口说明 (36) 2.4.3 APC220无线模块的工作参数的设置 (37) 2.4.4 APC220无线模块的技术指示 (39) 2.5键盘和显示模块的设计 (39) 2.5.1显示模块设计 (39) 2.5.2键盘模块设计 (40) 2.6执行模块的设计 (42) 2.6.1调节模块 (42) 2.6.2 报警模块 (43) 3.软件设计 (45) 3.1 初始化子程序 (45)
无线传感网络技术 课程实训 温湿度检测系统的设计与实现 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 起止时间：2017.6.26—2017.7.14
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：软件工程
本科生课程设计（论文） 目录 第1章绪论 (1) 1.1系统的开发背景 (1) 1.2开发工具 (1) 第2章需求分析 (2) 2.1调研情况 (2) 2.2 模块划分 (2) 2.3 系统原理图 (3) 2.4 系统性能需求 (3) 第3章系统概要设计 (4) 3.1系统总体结构设计 (4) 3.2模块的创建 (4) 第4章硬件设计 (5) 4.1 DHT11温度湿度传感器电路设计 (5) 4.2 晶振电路和复位电路设计 (5) 4.3 LED数码显示模块设计 (6) 4.4 报警模块设计 (7) 4.5 主程序设计 (7) 4.6 LED显示子程序设计 (8) 第5章系统的测试 (10) 5.1 系统安装接线图 (10) 5.2 调试与结果 (10) 第6章总结 (12) 参考文献 (13) 附录程序 (14)
第1章绪论 1.1系统的开发背景 随着科学技术的快速发展，人类社会已取得了巨大进步！在居家生活、工农业生产、环保、气象、国防、科研、航天等部门，经常需要对环境中的湿度和温度进行测量及控制。传统的方法是用温度表、毛发湿度表、双金属式测量计和湿度试纸等测试器材，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的场所进行换气、降温和去湿等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性相对较大。随着生产的发展急需一个含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据存储，运算逻辑判断及自动化的功能，有着智能作用等优点，一个低成本和具有较高精度的温度湿度检测器将在许多领域代替人工操作，自动不间断检测环境温度和湿度。目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量，而且温湿度信息传递不及时，精度达不到要求，不利于控制者根据温度、湿度变化及时做出决定。为此，本设计开发了一种能够同时测量多点，并实时性高、精度高，通过显示器显示温湿度信息，并能进行温湿度超限报警的测控产品。 本文设计的是基于单片机的室内温湿度检测与报警系统，运用温湿度传感器进行温度和湿度的检测，该仪器具有测量精度较高、硬件电路简单、并能很好的进行显示，可测试一定范围室内环境温湿度的特点。省去了人工检测的繁琐、耗时的过程，随时通过检测器的显示器进行读数，既方便，又快捷。 1.2开发工具 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS八位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器，使用ATMEL公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 LED数码管是现在电子设计中使用相当普遍的一种显示设备，每个数码管由7个发光二极管按照一定的排列结构组成，根据七个发光二极管的正负极连接不同，又分为共阴极数码管和共阳极数码管两种，选择的数码管不同，程序设计上也有一定的差别。 编程采用Keil C 软件，使用C语音。
摘要 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。 本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。 关键词：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器 1
Abstract With the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs. This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value. Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor 2