畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)-預(yù)覽頁(yè)

　

【正文】 環(huán)境的一些重要參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制。論文完成了以STC89C52單片機(jī)為核心對(duì)空氣溫度、土壤濕度、光照度進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示等系統(tǒng)的基本框圖、工作原理和繼電器控制的設(shè)計(jì)的闡述。系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)，功能強(qiáng)、功耗低、價(jià)格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。【關(guān)鍵詞】單片機(jī)、濕敏傳感器、數(shù)字溫度傳感器、光敏電阻、繼電器控制。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，所以對(duì)大棚內(nèi)的溫度、濕度與光照強(qiáng)度等參數(shù)的控制就顯的非常重要了。本系統(tǒng)主要針對(duì)溫室大棚內(nèi)溫度、濕度，光照強(qiáng)度研制了單片機(jī)控制的溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng),綜合考慮系統(tǒng)的精度、效率以及經(jīng)濟(jì)性要求三個(gè)方面因素之后，最終確定以STC89C52單片機(jī)為控制核心，選用性?xún)r(jià)比比較高的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度的精確測(cè)量與準(zhǔn)確控制，同時(shí)又具有價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，便于在我國(guó)推廣。 在本系統(tǒng)中為了保證對(duì)溫度、濕度和光照度的檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，采用了數(shù)字溫度傳感器DS18B20來(lái)檢測(cè)溫度。 本系統(tǒng)的基本功能有：檢測(cè)空氣溫度、土壤濕度、環(huán)境光照度。傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)要求的各項(xiàng)功能。方案一：采用HOS201濕敏傳感器[2]。 方案二：采用HS1100/ HS1101濕度傳感器[3]。20 40 60 80 100 相對(duì)濕度% 200 190 180 170 電容F圖21：HS1101濕度－電容響應(yīng)曲線(xiàn) 濕度傳感器HS1101的特點(diǎn)：相對(duì)濕度在1%～100%RH范圍內(nèi)：電容量有16pf變到200pf，其誤差不大于177。AD590性能描述：測(cè)量范圍在50℃ +150℃，滿(mǎn)刻度范圍誤差為177。方案二：采用DS18B20溫度傳感器[5]。方案二的后續(xù)電路簡(jiǎn)單，占用的I/O口數(shù)量少，為整體設(shè)計(jì)留出了足夠的I/O口資源。55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。 方案二：采用光敏電阻。 比較以上兩個(gè)方案，方案一雖然具有更好的設(shè)計(jì)精度和線(xiàn)性度，但性?xún)r(jià)比不如光敏電阻好。 硬件系統(tǒng)主要有信號(hào)采集、信號(hào)分析、信號(hào)處理三個(gè)部分組成。硬件系統(tǒng)的原理方框圖如圖31：圖31 硬件系統(tǒng)的原理圖圖32 土壤濕度控制流程圖土壤濕度控制部分流程如圖32:單片機(jī)通過(guò)濕度傳感器檢測(cè)土壤的濕度，若土壤的濕度過(guò)低，單片機(jī)就打開(kāi)滴灌設(shè)備的電磁閥一分鐘，對(duì)作物進(jìn)行滴灌作業(yè)，增加土壤濕度，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，單片機(jī)再次檢測(cè)土壤濕度，如果濕度過(guò)高，就關(guān)閉滴灌設(shè)備的電磁閥，停止滴灌作業(yè)。光照度控制部分流程如下圖34：光照度的控制主要靠遮陽(yáng)幕的開(kāi)關(guān)，光照度過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)關(guān)閉大棚頂部的遮陽(yáng)幕，避免陽(yáng)光直射作物，減小光照度，及減少?gòu)?qiáng)光對(duì)作物生長(zhǎng)的影響。STC89C52[6]單片機(jī)管腳如圖35：圖35 STC89C52單片機(jī)管腳定義圖ADC0804[7]為8bit的一路A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入電壓范圍在0—5v，轉(zhuǎn)換速度小于100us，﹪，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的精度要求。等量電容HS1101/HS1100通過(guò)R19與R20充電到門(mén)限電壓（），通過(guò)R19放電到觸發(fā)電平（），然后R20通過(guò)引腳7短路到地。根據(jù)光敏電阻在不同的光照下有不同的阻值，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。手動(dòng)復(fù)位是指通過(guò)接通一按鍵開(kāi)關(guān)，使單片機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。鍵盤(pán)電路如圖46：圖46 鍵盤(pán)電路圖 單片機(jī)是一個(gè)弱電器件，一般情況下它們大都工作在5V甚至更低。在這里,繼電器驅(qū)動(dòng)含有兩個(gè)意思：一是對(duì)繼電器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因?yàn)槔^電器本身對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)就是一個(gè)功率器件；還有就是繼電器去驅(qū)動(dòng)其他負(fù)載,比如繼電器可以驅(qū)動(dòng)中間繼電器，可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，所以，繼電器驅(qū)動(dòng)就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口[11]。系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)包括以下幾個(gè)方面：（1）鍵盤(pán)掃描[12]。 主程序的流程如圖51圖51 主程序流程圖 當(dāng)單片機(jī)上電后，主程序開(kāi)始運(yùn)行，程序以開(kāi)始初始化各參數(shù)的設(shè)置和端口定義后，清各標(biāo)志位和LCD1602的顯示，然后進(jìn)行鍵盤(pán)掃描，再利用各傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集的數(shù)據(jù)和設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，如果對(duì)比結(jié)果顯示需要調(diào)節(jié)，啟動(dòng)相應(yīng)的繼電器控制電路對(duì)溫室中需要調(diào)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)并顯示在LCD1602上，如果比較結(jié)果顯示不需要調(diào)節(jié)，則不啟動(dòng)繼電器控制電路，直接顯示參數(shù)，然后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行循環(huán)掃描。按鍵S2和S3作用是調(diào)節(jié)參數(shù)值，每次按下S2，當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值就加一。of greenhousedefine DataPort P0 //LCD接口define ReadPort P2 //AD讀取uchar code temp[]={temp: }。uchar code inte[]={inte: }。bit T_sign。sbit s2=P1^1。sbit relay2=P1^6。sbit DS=P3^2。sbit wr=P3^6。x0。}void dsreset(void) //send reset and initialization mand{ uint i。 DS=1。 bit dat。i++。 while(i0)i。 for(i=1。 //讀出的數(shù)據(jù)最低位在最前面，這樣剛好//一個(gè)字節(jié)在DAT里 } return(dat)。 for(j=1。 dat=dat1。 DS=1。 //write 0 寫(xiě)0部分 i=8。i++。 uchar k。 tmpwritebyte(0x44)。 tmpwritebyte(0xbe)。0x08。0x07。 y=(uint)temp1%10000。 y=(uint)y%100。 wr = 1。 wr = 1。 //稍延時(shí)，等待讀完數(shù) inte1 = ReadPort。 //百位數(shù) i_shi = (inte1%100)/10。 //讀ADC ReadPort = 0xff。 //啟動(dòng)ADC rd=0。 hun2= ReadPort。 h_bai = hun1/100。 lcdrw=0。 //延時(shí) lcden=1。 lcdrs=1。 delay(10)。}void init() //初始化函數(shù){ s1=1。 lcdrw=0。 write_(0x0f)。 write_(0x01)。\039。 write_data(t)。 write_(0x80+a1)。 if(s1==0) { delay(5)。 print(0x80,tempset)。 print1(0x80+13,0+0x30)。 } if(s1num==2) { write_(0x01)。 print1(0x8e,0x20)。 print(0x80,inteset)。 print1(0x8d,0x4d)。 write_(0x01)。 if(s1num==1) { tempset1++。 } } } if(s3==0) { delay(5)。 print2(9,tempset1)。 if(s1num==2) { hunset1++。 } } }if(s3==0) { delay(5)。 print2(11,hunset1)。 if(s1num==3) { inteset1++。 } } }if(s3==0) { delay(5)。 print2(9,inteset1)。 while(!s4)。 print2(9,tempset1)。 if(T_sign==1) print1(0xc7,0x2d)。 print1(0xc0+10,0x20)。 print1(0xcc,t_feng+0x30)。 print(0xc0,hun)。 print1(0x8d,0x25)。 print1(0xc7,0x20)。 print1(0xcc,h_ge+0x30)。 print(0xc0,inte)。 print1(0x8d,0x4d)。 print1(0xc7,0x20)。 print1(0xcc,0x30)。 print(0x80,set)。 while(1) { keyscan()。 inteadc0804()。 if (hun1=hunset1) //繼電器控制濕度 relay2=0。 } }42