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基于单片机的大棚温湿度检测报警智能系统设计与实现可行性研究报告 摘 要 系统是一个专门为温室大棚温湿度控制而设计的智能系统。通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。硬件部分实现了对温湿度传感器模块、A/D转换模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过汇编语言和C语言实现。通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，实现了对温湿度的显示、调节、自动控制和手动控制。 关键词： A/D转换；传感器；LED 目 录 1 绪论 1 1.1课题背景 1 1.2预期目标 1 2 系统总体设计方案及工作原理 2 2.1系统总体设计方案简述 2 2.1.1基本功能 2 2.1.2主要技术参数 2 2.2系统的工作原理 2 3 系统的硬件设计 4 3.1 单片机的确定 4 3.2传感器的确定 7 3.2.1温度传感器 7 3.2.2湿度传感器 8 3.3采集电路的设计 9 3.3.1温度采集电路 9 3.3.2湿度采集电路 9 3.4 A/D转换 11 3.4.1 模数转换器的确定 11 3.4.2 ADC0809与8031的连接 12 3.5键盘与显示 13 3.5.1键盘部分 13 3.5.2显示部分 14 3.6报警电路设计 15 3.7单片机与PC机的通信接口 16 3.8系统总体电路 17 4 软件设计 19 4.1 设计思想 19 4.2 初始化程序及主程序框图 20 4.3 子程序框图 21 4.4系统的主要程序 22 总 结 27 参考文献 28 致 谢 29 1 绪论 1.1课题背景 温湿度是衡量温室大棚的重要指标,它直接影响到栽培作物的的生长和产量,为了能给作物提供一个合适的生长环境,首要问题是加强温室内的温湿度的检测, 但传统的方法是用与湿度表、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库房进行通风、去湿和降温等工作。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，随机性大。因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的温湿度测量仪。该设计即是针对这一问题,设计出了能够实现温湿度自动检测,显示,上下限报警等多功能的温湿度监测控制系统。 1.2预期目标 系统完成后可以通过温度传感器DS18B20和湿度传感器HS1101对大棚温室内的温湿度进行测量，通过单片机AT89C51对采集到的数据进行处理，用LED显示出当前环境的温湿度状况，其中温度可以有操作人员根据不同作物所需的最适宜温度进行调节，当环境温度和设置的最适宜温度之差大于4℃时，报警装置即会启动。 2 系统总体设计方案及工作原理 2.1系统总体设计方案简述 该温湿度测控系统是由数据采集和处理系统和报警系统组成，由温度、湿度传感器，模拟量输入通道、A/D转换、显示器与报警电路等组成。通过对信号的采集、分析、处理，然后输出信号来使执行部件进行动作，使温室大棚达到所要求指标。 2.1.1基本功能 1 检测温度，湿度 2 显示温度，湿度 3 过限报警 2.1.2主要技术参数 温度检测范围:0℃-50℃ 测量精度:±0.5℃ 湿度检测范围:0%-100%RH 检测精度:±2.5% RH 控制方式:手动/自动可切换 参数调整:手动设定/程序控制 2.2系统的工作原理 温湿度监控系统能完成数据采集和处理、显示、串行通信、输出控制信号等多种功能。由数据采集、数据调理、单片机、控制等4个大的部分组成。该测控系统具有实时采集（检测温室大棚内的温湿度）、实时处理（对监测到的温湿度值进行比较分析，决定下一步控制进程）、实时控制（根据处理的结果发出控制指令，指挥被控对象动作）的功能。主要硬件包括温度传感器，湿度传感器，AT89C51单片机、数据采集电路、LED显示器、A/D转换器等。其原理结构图如下图2-1所示。 首先充分考虑气候、环境因素对植物的影响，并根据温室大棚内植物保持正常状态所需的温度和湿度，设计出温湿度参考值预先存储于单片机中。系统的数据采集部分是将温湿度传感器置于温室内部，测出室内的温湿度值，经过放大、A/D转换为数字量之后送入AT89C51单片机中，然后LED显示出温湿度测量值。单片机将预设的参考值与测量值进行比较，根据比较结果做出判断。 图2-1 原理结构图 当温湿度值超过允许的误差范围，系统将发出报警，如果有必要，工作人员还可以根据实际的情况通过键盘或按钮来人工修改片内存储的预设值。通过对整个系统的核心单片机部分的设计，达到优化控制温湿度的目标。 3 系统的硬件设计 3.1 单片机的确定 单片机的全称是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）。为了使用方便