大棚温室自动控制系统毕业设计

电信学院毕业设计任务书题目温室大棚自动控制系统的设计学生姓名马海祥班级08级自动化（2）班学号08220221题目类型工程设计指导教师王志文系主任李炜一、毕业设计的技术背景和设计依据：我国设施农业的发展，以超时令、反季节作物的生产为主，温室大棚是主要的设施结构类型。

温室的作用是用来改变植物的生长环境 ,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响 ,为植物生长创造适宜的良好条件。

温室可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物 ,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。

温室环境指的是作物在地面上的生长空间 ,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。

温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。

灌溉系统采用电磁阀控制的喷灌系统的方式，温度调节主要有遮阴帘风机的动作来解决。

本设计是在学生已学过《检测与转换技术》、《可编程序控制器》和《计算机控制技术》课程的基础上，进行温室大棚自动控制系统的设计。

二、毕业设计的任务1、熟悉设计内容要求，查阅相关资料、文献2、确定设计方案（包括方案论证与确定、技术经济分析等内容）3、硬件和软件设计（包括理论分析、设计计算以及PLC、各功能模块及编程软件的选择等）4、撰写设计说明书，绘制图纸5、指定内容的外文资料翻译三、毕业设计的主要内容、功能及技术指标1、毕业设计的主要内容根据实现的功能完成软硬件设计。

2、设计实现的主要功能本课题采用PLC实现温室大棚的自动控制。

通过传感器自动检测土壤墒情、温室内温、湿度及CO2浓度，按照设定参数，控制灌溉系统、通风设备与卷帘机。

3、主要技术指标根据种植作物的不同，各温室大棚的各项参数不同，由农业科研部门提供，本系统应具有人工设定各个大棚参数、保存历史数据、绘制动态曲线的功能，便于进行相关分析。

四、毕业设计提交的成果1、设计说明书（不少于50页，约2万字左右）；2、图纸系统硬件接线原理图 1号 1张软件详细流程图 1号 1张3、中、英文摘要（中文摘要约200字，3—5个关键词）4、论文简介（按05春教务处要求）5、外文资料翻译（约5000汉字）五、毕业设计（论文）的主要参考文献和技术资料主要参考文献和技术资料（不少于10篇/册，其中外文资料不少于2篇，文献和资料名称要用规范形式给出）[1] 任致程.实用电路500例与实现[M].机械工业出版社，2005年[2] 李学海.PIC单片机实用教程[M].北京航空航天出版社，2002[3] 薛定宇.控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用[M]. 清华大学出版社，1998[4] 楼顺天.基于MATLAB的系统分析与设计—控制系统[M].西安电子科技大学出版社,2000年[5] 孙增忻.智能控制理论与技术[M].清华大学出版社，2004年[6] PIC点片机典型模块设[J].人民邮电出版社，2005年六、毕业设计（论文）加选专题部分无七、毕业设计（论文）各阶段安排。

自动化本科毕业论文(设计)题目：温室大棚自动控制系统设计(初步)学部：专业班级：学号：学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：摘要：本文在简单介绍温室系统控制发展过程的基础上，综述了目前控制系统中的上位机、下位机、传感器及执行机构的研究应用。

针对冬季温室蔬菜生长环境问题，提出了一种能够采集多个温室环境信息并自动控制蔬菜生长环境的设计方案。

它以计算机控制为核心，依据传感器节点采集到的温室环境信息和蔬菜不同生长阶段对环境因子的要求，自动控制调节环境设备开关，提供蔬菜生长所需的最佳环境条件，从而达到改善温室环境的效果。

系统具有成本低、功耗低、监控范围大等优点，有效地克服了传统温室管理落后、布线复杂等问题。

关键词：控制系统自动化温室大棚传感器Abstract：Based on the brief introduction of the development process of greenhouse system control reviewed based on current control system under the PC, a machine, sensors and actuators research applications. In winter the greenhouse vegetable growing environmental problem, this paper proposes greenhouse environment information can be collected more vegetable growth environment and automatic control of the design scheme. It with computer control as the core, according to collect sensor nodes greenhouse environment information and vegetables different growth stages to environmental factors, automatic control regulation requirements of environmental equipment switch, provide the best vegetable growth conditions needed to improve the effect of greenhouse environment. System has low cost, low power consumption, monitoring range etc, and effectively overcome traditional greenhouse management problems behind, wiring complex.Keyword：Control system automation greenhouse sensor目录：第一章绪论 (1)1.1 课题背景及研究意义 (1)1.1.1 温室控制系统的发展 (1)1.1.2 研究意义 (1)1.2 国内外温室控制技术发展概况 (1)1.3 选题的目的和意义 (2)第二章理论基础 (2)2.1 控制理论 (2)2.1.1 自动控制系统 (2)2.1.2 过程控制系统 (3)2.1.3 计算机控制系统 (3)2.1.4 MCS-51系列单片机引脚及功能 (3)2.2 温室环境控制原理及控制技术 (4)2.2.1 温室环境因子 (4)2.2.2 常用控制设备 (6)2.2.3 常用的温室环境调控设备主要有以下几种： (6)第三章温室控制系统的总体设计 (6)3.1 控制系统的设计要求 (6)3.1.1 能够实时采集并显示温室内外的各个环境参数 (6)3.1.2 存储一定时间的温室环境参数值 (6)3.1.3 能够根据季节、地区和作物的不同，设置不同的控制参数 (6)3.1.4 自动调节温室内的环境参数 (7)3.1.5 声、光报警的功能 (7)3.1.6 与上位机进行通讯 (7)3.1.7 友好的操作界面 (7)3.2 控制系统的总体设计 (7)第四章系统硬件系统设计 (8)4.1 系统硬件的组成 (8)4.2 传感器的确定 (10)4.2.1 传感器的定义 (10)4.2.2 传感器的作用 (10)4.2.3 传感器的原理 (10)4.2.4 本系统所需要传感器 (11)4.2.5 串行通讯接口的设计 (12)第五章系统的软件设计 (13)5.1 数据存储器的分配 (14)5.1.1 内部RAM 的分配 (14)5.1.2 外部数据存储器的地址分配 (14)5.2 下位机程序设计 (15)5.2.1 主程序设计 (15)5.2.2 通讯程序的设计 (16)第六章总结 (20)6.1 系统总体结构和特点 (20)6.1.1 根据课题内容，本论文完成内容 (20)6.1.2 总体来讲本系统特点 (20)6.2 总结 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1课题背景及研究意义1.1.1温室控制系统的发展70年代中期，美国、日本、荷兰、意大利等开始使用微型计算机控制植物的生长环境。

郑州航空工业管理学院毕业论文（设计）题目基于单片机的大棚温湿度亮度自动控制系统设计内容摘要温室是现代农业生产所必需的基本设备，用它有效地控制温度、光照、湿度、二氧化碳浓度等是改变植物生长环境、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前提。

本设计以STC89C52单片机为核心完成了对空气温度、土壤湿度、光照度进行数据的采集、处理、显示等系统的基本框图、工作原理和继电器控制的设计的工作。

主要内容有：（1）通过数字温度传感器DS18B20采集实时温度。

（2）通过湿度传感器HS1101采集实时湿度。

（3）通过光敏电阻采集实时光照度。

（4）判断采集到的参数值与设置值是否一致，并进行继电器控制。

通过以上设计可以对植物生长过程中的土壤湿度、环境温度、光照度进行了实时地、连续地检测、直观地显示并进行自动地控制。

克服了传统的人工测量方法不能进行连续测量的弊端，节省了工作量，并避免了人为的疏漏或错误造成的不必要的损失。

关键词单片机；湿敏传感器；数字温度传感器；光敏电阻；继电器控制Design of SCM-based Temperature and Humidity and Light Illumination Automatic Control System for Greenhouse100697216 Li Mingjie Teacher: Su YanpingAbstractGreenhouse is the basic equipment necessary for the production of modern agriculture, Use it can effectively control the temperature, humidity and illumination of the greenhouse, and it is the premise of changed for plant growth to create the best conditions, avoid changing seasons and severe weather outside of its impact.The thesis mainly focus on: the base block diagram, working principle and the design of relay control which use the SCM STC89C52 as the core of the system to collect, handle, display the data of the air temperature, soil humidity and light illuminance .The main contents: (1) collected real-time temperature by digital temperature sensor DS18B20. (2) collected real-time humidity by humidity sensor HS1101. (3) collected real-time light illumination by photoresistor. (4) judge the collected parameter values and the setting values whether same or not, and control the relay.The system use Real-time and continuous detection, display intuitively and control automatically on soil moisture, ambient temperature, light illuminance in the process of plant growth. The system can overcome the defects from the traditional manual methods of measurement which can not measure continuously,and save the amount of work, avoid omissions or unnecessary losses that caused by errors.【Key words】SCM；humidity sensors；digital temperature sensors；light dependent resistor；relay control目录第一章概述 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外的发展现状 (2)1.3 课题内容、目的及思路 (2)1.4 设计过程及工艺要求 (3)第二章系统的总体设计 (3)2.1系统设计目标 (3)2.2 系统的组成和工作原理 (4)2.3 环境参数检测方案的比较和选择 (9)2.3.1 湿度传感器的选择 (9)2.3.2 温度传感器的选择 (11)2.3.3 光亮度传感器的选择 (13)2.3.4 方案选择总结 (13)第三章硬件的设计 (13)3.1 MCU选型 (14)3.2 湿度测量电路 (15)3.3 温度测量电路 (17)3.4 光照度测量电路 (20)3.5 数据显示电路 (22)3.6 复位电路 (25)3.7 键盘电路 (26)3.8 继电器控制电路 (27)3.9 电源电路 (28)第四章软件设计 (28)4.1 主程序流程图 (28)4.2 参数测量子程序流程图 (30)4.3 键盘扫描子程序流程 (31)总结致谢 (32)参考文献 (33)附录1 系统总体电路图 (35)附录2 系统源代码 (36)基于单片机的大棚温湿度亮度自动控制系统设计学号：100697216 姓名：李明杰指导老师：苏艳苹职称：讲师第一章概述1.1 选题背景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。

毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统温室大棚自动控制系统是一种基于单片机的智能控制设备，旨在通过自动监测和调节环境参数，实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。

本文将探讨温室大棚自动控制系统的设计原理、功能以及其在农业生产中的应用价值。

温室大棚是一种有利于农作物种植的环境，通过温室大棚能够调节大气温度、湿度、二氧化碳浓度等因素，提供良好的种植环境。

然而，由于温室大棚环境参数无法自动调节，需要人工干预，导致工作量大、效率低下。

温室大棚自动控制系统的出现，能够解决这一问题。

温室大棚自动控制系统主要由传感器、执行器和控制器组成。

传感器负责监测环境参数，如温度、湿度、二氧化碳浓度等；执行器通过控制器的信号进行动作，如控制加热、通风、灌溉系统等；控制器则负责采集传感器数据，根据预设的控制策略进行决策，发送控制信号给执行器。

温室大棚自动控制系统具有以下功能：首先，能够实时监测温室大棚的环境参数，获取相关数据，并显示在控制面板上，方便人员了解温室大棚的状态。

其次，能够根据预设的设定值，自动调节温室大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数，实现温室大棚环境的精确控制。

最后，能够实现温室大棚内的报警功能，在异常情况下发出警报，并通过手机短信等方式通知操作人员。

温室大棚自动控制系统在农业生产中具有广泛的应用价值。

首先，它能够提高农作物的产量和质量，通过智能控制温室大棚的温度、湿度等参数，为农作物提供最适宜的生长环境。

其次，它能够节约人力资源，自动监测和调节温室大棚的环境参数，减少了人工干预的工作量。

最后，它能够降低能源消耗，通过智能控制加热、通风等设备的使用，实现能源的最优利用。

总之，基于单片机的温室大棚自动控制系统是一种高效、智能的农业生产设备。

通过自动监测和调节环境参数，实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。

它在农业生产中具有广泛的应用价值，可以提高农作物产量和质量，节约人力资源，降低能源消耗。

温室大棚控制系统设计摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。

该系统运行可靠，成本低。

系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。

促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。

关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测目录第1章绪论§1.1选题背景§1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计§2.1系统硬件电路构成系统整体框图§2.1.2系统整体电路图§2.1.3系统工作原理§2.2温度传感器的选择§2.2.1 DS18B20简介§2.2.2 DS18B20的性能特点§2.2.3 DS18B20的管脚排列§2.2.4 DS18B20的内部结构§2.2.5 DS18B20的控制方法§2.2.6 DS18B20的测温原理§2.2.7 DS18B20的时序§2.2.8 DS18B20使用中的注意事项§2.3单片机的选择§2.3.1单片机概述§2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能§2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图§2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明§2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计§2.4.1串行通信的分类§2.4.2串行通信的制式§2.4.3串行通信的总线接口标准§2.4.4 RS-485的硬件设计§2.5小结第3章系统软件的设计§3.1系统主程序§3.2系统部分子程序§3.2.1 DS18B20初始化子程序§3.2.2 DS18B20读子程序§3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序§3.2.5 DS18B20温度转换子程序§3.3 DS18B20的流程图第4章总结参考文献致谢附录第一章绪论1.1选题背景在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。

温室大棚的智能测控系统毕业设计该系统主要由以下几个模块组成：1.传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等，用于实时监测温室内环境参数。

传感器将采集到的数据传输到控制器模块进行分析和处理。

2.执行器模块：包括风机、喷灌器、遮阳网等，用于根据控制器的指令自动调节温室内的环境。

例如，当温度过高时，控制器可以通过执行器模块开启风机降温。

3.控制器模块：是系统的核心模块，负责接收传感器传来的数据、进行分析处理并产生相应的控制指令，将指令发送给执行器模块实现寄温室环境的调节。

控制器模块还可以根据农作物的需求和环境的变化，调整控制策略，以达到最优的生长环境。

4.人机交互界面：可以通过手机APP或电脑上的软件进行远程操控和监控温室大棚的状态。

农民可以通过界面了解温室内的环境参数，并做出相应的调整。

该系统的设计需要考虑以下几个关键问题：1.传感器的选择和布局：不同的作物和环境对传感器的要求有所不同，需要根据具体情况选择合适的传感器，并合理布局。

例如，温度和湿度传感器可以放在不同的位置，以获取更全面的环境信息。

2.控制策略的设计：根据农作物的需求和环境的变化，设计合理的控制策略，使温室内的温度、湿度和光照等参数保持在最适宜的范围内。

例如，温度过高时开启风机降温，温度过低时启动加热系统。

3.数据传输和处理：传感器采集到的数据需要传输到控制器进行处理，可以使用有线或无线的方式进行数据传输。

控制器需要对传输来的数据进行实时处理和分析，并根据处理结果制定相应的控制指令。

4.安全性和可靠性的考虑：温室大棚的智能测控系统属于实时的控制系统，需要保证系统的安全性和可靠性。

例如，控制器模块需要有冗余设计，当一个控制器失效时，可以自动切换到备用控制器进行控制。

5.人机交互界面的设计：开发一个友好的人机交互界面，方便农民对系统进行操控和监控。

界面可以显示温室内环境参数的曲线图，并提供相关的控制操作。

总而言之，温室大棚的智能测控系统可以大大提高农作物的生长效率和农民的生产效益。

论文题目：温室大棚控制系统专业：测控技术与仪器本科生：（签名）指导教师：（签名）摘要温室种植在农业生产中占有越来越重要的地位,传统的温室种植自动化程度很低，基本是靠人工控制温湿度、光照的方式，既耗费人力又不精确，因此需要研制一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度、光照控制系统。

本课题研究的主要内容是利用单片机作为主控机，对温室内的温度、湿度和光照进行实时监测和控制，以满足温室内作物生长的环境要求。

通过数字式温度传感器DS18B20进行温度采集,电容式湿度传感器HS1100对湿度参数进行采集，模块GY-30对光照进行采集，单片机STC12C5A60S2对采集到的数据进行处理，由LCD12864对当前的温湿度值和光照值进行显示。

并实时判断温湿度、光照值是否满足设定的温湿度、光照范围，若超出设定范围，将及时启动报警装置进行报警，并采取相应的措施保证温室内温湿度、光照在合适的范围，初步实现了温室大棚的自动控制。

键关词：温室，温湿度，光照，单片机，监测，控制Subject: De sign of greenhouse control sy stemSpecialty: technology of measuring and controllingName: (Signature) ＿＿＿＿＿Instructor: (Signature)ABSTRACTWith the rapid socio-economic development, people's living standard continues to improve, greenhouse cultivation plays an increasingly important role in agricultural production. The degree of automation of traditional greenhouse cultivation is very low, basically rely on manual control of temperature and humidity, light way, both labor-intensive and not precise temperature and humidity and light regulation measures showed greatly limitations. Therefore, we need a low cost, easy to use and accurate measurement of temperature and humidity, light control system.The main content of this research is to use microcontroller as the host computer, the temperature, humidity and light inside the greenhouse for real-time monitoring and control, in order to meet the environmental requirements of greenhouse crops. Temperature can be collected by digital temperature sensor DS18B20, capacitive humidity sensor HS1100 humidity parameters collection, illumination module GY-30 is collected by the microcontroller STC12C5A60S2 the collected data are processed by LCD12864 the current temperature and humidity values and display illumination values. And real-time to determine the temperature and humidity, light value is set to meet the temperature and humidity, light range, if beyond the set range, will promptly start the alarm device alarm, and take appropriate measures to ensure that the temperature and humidity inside the greenhouse, in a suitable range of light, the initial realization of automatic control greenhouse.KEY WORDS: greenhouse, temperature, humidity, light, single-chip, monitoring, control目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1选题的背景及目的 (2)1.2国内外研究现状 (2)1.3发展趋势 (3)1.4本系统主要研究内容 (4)第2章总体设计 (5)2.1设计要求 (5)2.2设计原则 (5)2.2.1可靠性高 (6)2.2.2操作维护方便 (6)2.2.3性价比高 (6)2.3硬件设计系统总体框图 (6)第3章系统硬件设计 (7)3.1主控模块 (7)3.1.1方案选择 (7)3.1.2 STC12C5A60S2单片机简介 (8)3.1.3单片机最小系统电路 (10)3.2显示模块 (11)3.2.1方案选择 (11)3.2.2 LCD12864简介 (11)3.2.3 LCD124显示电路 (13)3.3温度测量模块 (14)3.3.1温度定义 (14)3.3.2方案选择 (14)3.3.3 DS18B20的介绍 (14)3.3.4 DS18B20测温电路 (16)3.4湿度测量模块 (16)3.4.1湿度定义 (16)3.4.2 方案选择 (17)3.4.3 HS1101湿度传感器介绍 (17)3.4.4 HS1101测湿电路 (18)3.5光照测量模块 (21)3.5.1光照定义 (21)3.5.2方案选择 (21)3.5.3 GY-30模块介绍 (22)3.5.4 GY-30测光强电路 (22)3.6键盘模块 (23)3.6.1选择方案 (23)3.6.2 键盘电路 (23)3.7报警模块 (24)3.8温度控制模块 (25)3.9湿度控制模块 (26)3.10光照控制模块 (26)第4章系统软件设计 (29)4.1软件设计的整体思想 (29)4.2系统主程序 (29)4.3采集模块子程序 (30)4.3.1.温度采集模块子程序 (30)4.3.2湿度采集模块子程序 (31)4.3.3光照采集子程序 (32)4.4显示模块子程序 (33)4.5键盘模块子程序 (34)4.6报警和控制模块 (35)第5章系统调试和实验 (37)5.1 Altium Designer软件介绍 (37)5.2硬件调试 (37)5.3实验验证 (38)第6章总结 (41)致谢 (42)参考文献： (43)附录：电路原理图 (44)前言现代社会随着科技的发展尤其是农业科技的日新月异，使得人们能通过创造适合农作物生长的环境来改变其生长周期。

毕业设计（论文）任务书1．本毕业设计（论文）课题应达到的目的：系统掌握单片机应用系统的硬件设计与软件开发；特殊功能模块的使用；单片机与PC机的通讯。

提高综合利用控制理论、微型计算机技术、传感器与检测技术、通讯技术、电气控制技术等知识解决实际问题的能力。

2．本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：系统设计技术指标：任务：（1）温室智能控制技术国内外研究动态（2）现场参数检测与调节控制（3）环境因子参考模型的建立（4）仿人控制与算法（5）单片机与PC机通讯内容：（1）设计温室环境因子归一化参考模型（2）针对地区性差异、季节性差异、种植类差异，设计归一化的仿人控制模型（3）电气控制逻辑及电气控制线路设计（4）现场参数检测与调节控制模拟实验（5）单片机与PC机通讯模拟实验工作要求：（1）现场检测参数16路，12位A/D精度，输出控制16路，开关控制。

（2）参数设置可单片机键盘输入，也可上位PC机给定。

（3）LCD液晶显示（4）论文在2万字以上。

翻译一篇与该课题相关的外文资料5000字以上。

参考文献在10篇以上。

同时绘制单片机应用系统的主板图和操作面板图，模拟现场东、西侧窗，排风扇，气泵，遮荫帘等执行机构的调节控制。

模拟与PC机进行现场检测参数的传输和受令控制。

3．本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容2012年2 月12日~3 月 2日3 月5日~ 3月 23 日3 月26日~5 月 11日5月14日~ 5 月 25日5月28日~ 6 月 8日6月1日~ 6月 10日6月11日~ 6 月 18日熟悉论文题目，了解任务书所要求的工作内容，查询资料，深入了解本课题在相关领域国内外研究动态。

进一步学习单片机、计算机测控技术、接口技术、通讯技术等相关专业知识。

根据论文内容要求和研究对象，进行单片机应用系统的硬件配置方案设计，绘制原理图，对部分电路通过实验板进行调试。

本科毕业设计题目蔬菜大棚温湿度控制系统的设计毕业设计（论文）任务书题目蔬菜大棚温湿度控制系统的设计专业电子科学与技术学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等一．主要内容：1.检测，选择温度和湿度环境参数进行监控。

2.硬件系统设计（1）温湿度采样系统；（2）单片机控制系统；（3）显示系统；（4）报警控制系统。

3. 软件系统设计（1）单片机系统初始化；（2）对传感器采集的数据信息进行分析，通过单片机控制温度和湿度；（3）显示模块以及报警控制模块。

二．基本要求：1 查阅相关书籍、资料，确定合理的方案。

2 详细叙述工作原理，以及各功能模块。

3 采用温湿度传感器测量大棚内温度以及湿度。

4 显示模块显示测量的温度和湿度数值。

三．主要参考资料：[1] 谭浩强．单片机课程设计[M].北京：清华大学出版社，1989[2] 张毅刚．单片机原理及接口技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1990[3] 郭天祥．新概念51单片机C语言教程[M].电子工业出版社，2009完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：填表日期：毕业设计（论文）开题报告课题名称蔬菜大棚温湿度控制系统的设计课题来源教师拟定课题类型BY 指导教师学生姓名学号专业电子科学与技术开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。

）一、调研资料的准备1、了解选题背景：蔬菜的生长对于温湿度具有一定的要求，因此需要对环境的温度和湿度进行监测和控制。

随着科学技术的发展，也要求利用现代化仪器，更方便的测试蔬菜大棚内的温湿度以及控制系统，从而进一步提高蔬菜产量和数量。

2、查阅了相关书籍及参考资料（1）艾运阶. MCS_51单片机项目教程. 北京：北京理工大学出版社，2012（2）谭浩强. C语言程序设计（第三版) [M]. 北京：清华大学出版社，2005（3）程国钢，陈跃琴，崔荔蒙.51单片机典型模块开发查询手册. 北京：电子工业出版社，2012（4）白延敏. 51单片机典型系统开发实例精讲. 北京：电子工业出版社，2009 二、设计目的、要求为了更好的利用温室栽培这一高效技术，就必需运用科学的、先进的管理方法，用以对不同种类蔬菜生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。

温室⼤棚⾃动控制系统设计毕业论⽂温室⼤棚⾃动控制系统设计毕业论⽂⽬录第⼀章绪论 (1)1.1温室⼤棚⾃动控制技术发展的背景 (1)1.2温室⼤棚在国内外的发展概况 (1)1.3温室控制系统研究与开发的意义 (3)第⼆章设计⽅案 (4)2.1⽅案论述 (4)2.1.1系统设计任务 (4)2.2温室⼤棚⾃动控制系统设计⽅案 (5)2.2.1基于PLC为基础的温室⼤棚⾃动控制系统设计 (5)2.2.2基于单⽚机为基础的温室⼤棚⾃动控制系统设计 (6)第三章硬件设计 (8)3.1 PLC的简介 (9)3.1.1 PLC的概述 (9)3.1.2基本结构 (9)3.1.3⼯作原理 (10)3.1.4功能特点 (11)3.1.5选型规则 (12)3.1.6西门⼦S7-200 (15)3.2温度传感器 (16)3.2.1温度控制 (16)3.2.2 DS18B20的主要特性 (17)3.3湿度传感器 (17)3.3.1 湿度定义 (17)3.3.2湿度传感器的分类 (18)3.3.3 TRS-1 ⼟壤⽔分传感器 (19)3.4光照强度传感器 (20)3.4.1光照强度传感器的简介 (20)3.3.2 HA2003 光照传感器 (21)3.5⼆氧化碳浓度传感器 (22)3.5.1 ⼆氧化碳浓度传感器的⼯作原理 (23)3.5.2 GRG5H 型红外⼆氧化碳传感器 (24)3.6 EM 235模拟量输⼊模块 (25)3.7 温室⾃动控制系统的控制量与控制措施 (26)3.7.1 灌溉系统 (26)3.7.2 温度控制 (27)3.7.3 湿度控制 (27)3.7.4 光照强度控制 (27)3.7.5 ⼆氧化碳控制 (27)3.8硬件总体设计 (28)3.8.1 I/O分配表 (28)3.8.2硬件接线图 (28)第四章系统软件设计 (30)4.1 软件结构 (30)4.2温度控制软件设计 (30)4.2.1温度控制原理 (30)4.2.2温度控制流程图 (30)4.2.3温室温度控制梯形图 (32)4.3湿度控制软件设计 (34)4.3.1湿度控制原理 (34)4.3.2湿度控制流程图 (34)4.3.3温室湿度控制梯形图 (36)4.4光照强度控制软件设计 (38)4.4.1光照强度控制原理 (38)4.4.2光照强度控制流程图 (39)4.4.3温室光照强度软件控制流程图 (40)4.5⼆氧化碳浓度控制软件设计 (42)4.5.1⼆氧化碳浓度控制原理 (42)4.5.2⼆氧化碳浓度软件控制流程图 (43)4.5.3温室⼆氧化碳浓度控制流程图 (44)总结 (46)参考⽂献 (47)附录A 外⽂⽂献 (49)附录B中⽂翻译 (61)致谢 (71)第⼀章绪论1.1温室⼤棚⾃动控制技术发展的背景随着农业现代化的发展，设施园艺⼯程因其涉及学科⼴、科技含量⾼、与⼈民⽣活关系密切，已经越来越受到世界各国的重视。

毕业设计（论文）题目：蔬菜大棚温度控制系统设计摘要蔬菜大棚温度自动控制系统由主控制器AT89C51单片机、并行口扩展芯片8255、74LS373、A/D转换器0809、、温度传感器DS1820、固态继电器、RAM6264、掉电保护和LED显示器和报警电路等构成，实现对蔬菜大棚温度的检测与控制，从而有效提高蔬菜的产量。

文中提出了具体设计方案，讨论了蔬菜大棚温湿度巡回检测与控制的基本原理，进行了可行性论证。

给出了电路图和程序流程图并附有源程序。

由于利用了单片机及数字控制系统的优点，系统的各方面性能得到了显著的提高。

关键词：温度传感器快速检测 A/D转换器 LED显示器报警电路固态继电器；目录摘要 ....................................................................................................................................................................... I I 目录 (III)1 概述 (1)2 蔬菜大棚的系统设计 (2)2.1 控制系统整体结构 (2)2.2 系统的工作原理 (2)3.蔬菜大棚系统的硬件设计 (3)3.1 系统主控制器部分设计 (3)3.1.1 AT89C51的工作原理 (3)3.1.2 AT89C51的复位电路 (4)3.1.3 AT89C51的引脚功能 (4)3.2 数据存储器的扩展 (7)3.3 LED显示器 (10)3.4 A/D转换接口 (11)3.4.1 A/D转换器的基本工作原理及器件简介 (11)3.4.2 ADC0809与AT89C51单片机的接口设计 (13)3.5 单总线数字温度传感器DS1820 (15)3.5.1DS1820 的主要特性 (15)3.5.2DS1820的工作原理 (15)4 系统的软件设计 (16)4.1 设计方法 (16)4.2 主程序的分析与说明 (16)5 系统实验应用 (17)5.1实验蔬菜大棚简介 (17)5.1.1实验大棚结构特点 (17)5.1.2实验大棚内温度特点 (17)5.2温度传感器测试实验 (18)5.3显示及报警实验 (19)结论 (20)参考文献 (22)1 概述想要长出好的蔬菜，蔬菜大棚的温度控制是非常重要的，温室环境测控，即根据植物生长发育的需要，自动调节温室内环境条件的总称。

大棚温湿度自动控制系统设计摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。

SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。

LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。

这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。

此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。

通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。

关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control目录1 前言 (1)2 总体方案设计 (3)2.1 温湿度控制系统的设计指标要求 (3)2.2 系统设计的原则 (3)2.2.1 可靠性 (3)2.2.2 性价比 (3)2.3 方案比较 (4)2.3.1 方案一 (4)2.3.2 方案二 (4)2.4 方案论证 (5)2.5 方案选择 (5)3 单元模块设计 (6)3.1 各单元模块功能介绍及电路设计 (6)3.1.1 单片机最小系统 (6)3.1.2 液晶显示模块 (8)3.1.3 温湿度传感器模块 (8)3.1.4 报警电路的设计 (9)3.1.5 输出电路设计 (10)3.1.6 电源的设计 (12)3.1.7 按键电路设计 (13)3.1.8 串口通信电路 (14)3.2 元件清单 (15)3.3 关键器件的介绍 (17)3.3.1 STC89C52RC (17)3.3.2 SHT10温湿度传感器 (19)4 系统软件设计 (22)4.1 软件设计的总体结构 (22)4.2 主要模块的设计流程框图 (24)4.2.1 主程序流程图 (24)4.2.2 SHT10子程序流程图 (25)4.2.3 LCD1602子程序流程图 (27)4.2.4 输出控制子程序流程图 (28)4.2.5 键盘扫描子程序流程图 (29)4.3 软件设计所用工具 (31)4.3.1 Keil uVision4 (31)4.3.2 Proteus (31)5 系统调试 (32)5.1 用Proteus搭建仿真总图 (32)5.2 用Keil对程序进行调试、编译 (33)6 结论 (36)6.1 系统的功能 (36)6.2 系统的指标参数 (36)6.3 系统功能分析 (36)7 总结与体会 (38)8 致谢 (39)9 参考文献 (40)附录1 系统的电路原理图 (41)附录2 系统仿真总图 (42)附录3 系统实物照片 (43)附录4 系统源程序 (44)附录5 英文参考资料 (46)1 中文翻译 (46)2 英文原文 (49)1 前言温室大棚作为一种高效的农业生产方式，与传统农业生产方式相比具有很大的优点。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 课题内容、目的及思路 (3)1.4 设计过程及工艺要求 (5)第2章方案的比较和选择 (6)2.1 湿度传感器的选择 (6)2.2温度传感器的选择 (8)2.3 光照度传感器的选择 (9)第3章系统的总体设计 (10)3.1 确定系统任务 (11)3.2 系统的组成和工作原理 (12)3.3 元件的特性 (15)3.3.1 STC89C52特点 (15)3.3.2 AD0804特点 (16)第4章电路设计 (18)4.1 湿度测量电路 (18)4.2 温度测量电路 (19)4.3 光照度测量电路 (19)4.4 数据显示电路 (20)4.5 复位电路 (21)4.6 键盘电路 (22)4.7继电器控制电路 (22)4.8 电源设计 (23)第5章软件设计 (25)5.1系统概述 (25)5.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (25)5.3 使用独立的Keil仿真器时，注意事项 (26)5.4 Keil C51单片机软件基本操作步骤 (26)5.5 主程序流程图 (26)5.6 参数测量子程序流程图 (28)5.7 键盘扫描子程序流程 (28)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第6章结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (35)附录1.系统总体电路图 (36)附录2.系统源代码 (36)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1选题背景随着改革开放，特别是90年代以来，我国的温室大棚产业得到迅猛的发展，以蔬菜大棚、花卉为主植物栽培设施栽培在大江南北遍地开花，随着政府对城市蔬菜产业的不断投入，在乡镇内蔬菜大棚产业被看作是21世纪最具活力的新产业之一。

大棚温湿度自动控制系统设计-毕业设计大棚温湿度自动控制系统设计是一个复杂而实用的毕业设计课题。

该系统旨在帮助农民控制和维持大棚内的温湿度，从而提高农作物的生产效益。

以下是设计该系统的几个主要步骤：1. 确定系统需求：首先需要与农民沟通，了解他们对大棚温湿度控制的具体要求。

例如，他们希望保持大棚内的温度在一定的范围内，以及监测并控制湿度水平等。

2. 选择传感器：根据系统需求确定所需的传感器。

可能需要温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。

这些传感器将用于检测大棚内的环境参数。

3. 确定控制方法：根据系统需求和传感器的输出，设计控制算法来实现温湿度的自动控制。

例如，可以使用PID控制算法或模糊控制算法。

4. 选择执行器：根据控制算法的输出，选择合适的执行器来实现温湿度的调节。

例如，可以使用风机来调节温度，使用喷雾系统来调节湿度。

5. 界面设计：设计一个简单直观的用户界面，使农民可以轻松地监测和调节大棚内的温湿度。

界面可以使用单片机或者计算机上的软件来实现。

6. 系统集成：将所有的硬件和软件组件集成在一起，确保它们能够正常协同工作。

进行功能测试和性能测试，进行必要的调整和优化。

7. 调试和优化：在实际使用中，进行系统的调试和优化，确保系统稳定可靠，并满足农民的需求。

8. 编写论文：根据设计过程和结果，撰写一份完整的毕业设计论文，包括设计目的、设计方法、实验结果和结论等。

大棚温湿度自动控制系统设计是一个综合性的工程项目，需要综合运用电子技术、控制技术、软件开发等知识。

通过该设计项目，可以帮助农民提高大棚农作物的产量和质量，同时也为毕业生提供了一个实践和综合应用知识的机会。

第1章緒論1.1 課題背景及研究意義中國農業的發展必須走現代化農業這條道路，隨著國民經濟的迅速增長，農業的研究和應用技術越來越受到重視，特別是溫室大棚已經成為高效農業的一個重要組成部分。

現代化農業生產中的重要一環就是對農業生產環境的一些重要參數進行檢測和控制。

例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。

在農業種植問題中，溫室環境與生物的生長、發育、能量交換密切相關，進行環境測控是實現溫室生產管理自動化、科學化的基本保證，通過對監測數據的分析，結合作物生長發育規律，控制環境條件，使作物達到優質、高產、高效的栽培目的。

以蔬菜大棚為代表的現代農業設施在現代化農業生產中發揮著巨大的作用。

大棚內的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數，直接關係到蔬菜和水果的生長。

國外的溫室設施己經發展到比較完備的程度，並形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟體。

而當今大多數對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都採用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由於測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。

因此，為了實現高效農業生產的科學化並提高農業研究的準確性，推動我國農業的發展，必須大力發展農業設施與相應的農業工程，科學合理地調節大棚內溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內形成有利於蔬菜、水果生長的環境，是大棚蔬菜和水果早熟、優質高效益的重要環節。

目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。

由於單片機及各種電子器件性價比的迅速提高，使得這種要求變為可能。

當前農業溫室大棚大多是中小規模，要在大棚內引人自動化控制系統，改變全部人工管理的方式，就要考慮系統的成本，因此，針對這種狀況，結合郊區農戶的需要，設計了一套低成本的溫濕度自動控制系統。

該系統採用感測器技術和單片機相結合，由上位機和下位機構成，採用RS232介面進行通訊，實現溫室大棚自動化控制。

温室温度自动控制系统设计毕业论文摘要本系统以AT89C51单片机为控制核心，利用温度传感器AD590对蔬菜大棚内的温度进行实时采集与控制，实现温室温度的自动控制。

本系统由单片机小系统模块、温度采集模块、加热模块、降温模块、按键以及显示模块六个部分组成。

可以通过按键设定温室的温度值，采集的温度和设定的温度通过LED数码管显示。

当所设定的温度值比采集的温度大时，通过加热器加热，以达到设定值；反之，开启降温风扇，以快速达到降温效果。

通过该系统，对蔬菜大棚内的温度进行有效、可靠地检测与控制，从而保证大棚内作物在最佳的温度条件下生长，提高质量和产量。

关键词：单片机；温度传感器；温度控制；温度显示；键盘输入；温室Automatic Temperature-Control System of GreenhouseLi **(College of Physics Science and Information Engineering, Jishou University, Jishou, Hunan 416000)AbstractThis system takes the AT89C51 single chip as the control core, using the temperature sensor AD590 to carry on real-time gathering and controlling to the greenhouse of vegetables, so it can realizes auto-control to the greenhouse’s temperature. This system contains the miniature single chip system module, the temperature gathering module, the heater module, the drop-temperature module, the key pressed module and the display module. The gathering temperature or the setting temperature is displayed through the seven-seg LED. It can be established new temperature value in the greenhouse through pressing buttons, when this temperature value is higher than the gathering temperature value, then makes the heater work in order to achieve the defined value; Otherwise, the heater knocks off, and opens the ventilator as fast as to achieve the supposed temperature. It will be effective and reliable to exam and control the temperature of the greenhouse by using this system, thus guarants the crop growing fine under the best temperature condition, and enhances the crops’ quality and out put.Key words: Single chip; Temperature sensor; Temperature control; Temperature display; Keyboard entry; Greenhouse目录第一章引言 (1)第二章工作原理 (3)2.1设计思路 (3)2.2总体设计框图 (3)第三章硬件设计 (4)3.1基于AT89C51的单片机小系统 (4)3.2温度采集模块 (5)3.3显示模块 (8)3.4键盘扫描 (10)3.5WP型温室加热器 (12)3.6降温模块 (13)第四章软件设计 (14)4.1主程序 (14)4.2定时器T0中断 (16)4.3显示模块 (18)4.4按键扫描 (19)第五章测试分析 (22)结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录1系统电路图 (26)附录2源程序代码 (26)第一章引言温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量[1]。