基于51單片機的溫室大棚控制系統畢業論文設計(完整版)

　　

【正文】 統電線配線用計算機配線方式取代，簡潔的設計能讓具有傳統配盤基礎的人都能很快上手。 nRF905 無線模塊引腳（圖 20）說明如下： VCC：電源（ +～ ） TX_EN：工作模式選擇 TRX_CE：使能芯片發射或接收 PWR_UP：芯片上電 uCLK：時鐘輸出 (未使用 ) CD：載波檢測 AM：地址匹配 DR：接收或發射數據完成 圖 20 nRF905 無線模塊引腳 MISO： SPI 輸出 MOSI： SPI 輸入 1 CSN： SPI 使能 VCC1TX_EN2TRX_CE3PWR_UP4UCLK5CD6AM7DR8MISO9MOSI10SCK11CSN12GND13GND14U2NRF905 西昌學院 畢業論文（設計） 28 1 SCK： SPI 時鐘 1 1 GND：接地 nRF905 無線傳輸模塊電路（圖 21）： VCC1TX_EN2TRX_CE3PWR_UP4UCLK5CD6AM7DR8MISO9MOSI10SCK11CSN12GND13GND14U2NRF905P11GND GNDP14P16P30 P31P17P15P13P12 圖 21 nRF905 無線傳輸模塊電路 電源設計 本設計中 nRF905 無線傳輸模塊的安全使用電壓范圍為 +～ ，因此設計中采用 AMS1117穩壓三極管將 5V電壓降為 。 第二部分是數據轉換通道。 RS232 采取 不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態的靜觸點稱為“常開觸點”；處于接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。 當輸入量 (如電壓、電流、溫度等 )達到規定值時，繼電器使被控制的輸出電路導通或斷開。 第 15～ 16 腳：空腳或背燈電源。 EXT：內部、外部時鐘選擇線，使用內部時鐘時 EXT 接地。 PCF8591引腳（圖 12）說明如下： AIN0～ AIN3：模擬信號輸入端。 光敏電阻的電器阻抗 R（圖 8）如下： RCds(電阻值）LUX照度0 圖 8 光敏電阻電氣阻抗 光照強度采集電路圖和光敏電阻實物圖（圖 9）如下： 圖 9 光照強度采集電路圖和光敏電阻實物圖 本設計采集土壤濕度采用的是利用 PCF8591 實現 HR31 濕敏電阻的模數轉換。可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。 DS1822 的精度較差為177。 DHT11通訊過程圖（圖 6）如下： 西昌學院 畢業論文（設計） 18 圖 6 DHT11通訊過程圖 溫度采集電路 Dallas 半導體公司的數字化溫度傳感器 DS1820 是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。單線制串行接口，使系統集成變得簡易快捷。通常一個系統共用一個晶振，便于各部分保持同步。由于微機電路是時 序數字電路，它需要穩定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當 VCC超過 低于 以及晶體振蕩器穩定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。所以通過繼電器來控制 UPLC，在通過uPLCD 來控制大棚內高電壓的增減設備。 PCF8591 有 16 條引腳。其內部有一個 8 通道多路開關，它可以根據地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉換。按通信技術傳輸介質的不同可分為有線和無線兩種方式。 2 系統概述 系統的功能要求 A、 能將大棚內空氣溫濕度、土壤溫濕度和大棚內光照值進行準確的 數據采集并將數據 顯示在 LCD1602 液晶屏上。以單片機為核心的控制問題是一個工農業生產中經常會遇到的問題。傳統 的大棚控制是在大棚內部懸掛溫度計、濕度計和照度計，通過讀取溫度值、濕度值、光照值以了解實際溫度、濕度、光照，然后根據現有值與額定的值進行比較，看其是否過高或過低，然后進行相應的通風、灑水、遮光、補光等措施。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學校規定處理。通過控制大棚內各因素（空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照）使大棚作物處于一個最適合的生長的環境，達到提高作物產量的目的。單片機在工業控制、尖端武器、通信設備、信息處理、家用電器等各測控領域的應用中獨占鰲頭。溫室大棚是植物栽培生產過程中必不可少的設施之一 ， 而 大棚內溫度、濕度、光照強 度以及土壤的溫度和含水量等因素，對 大棚 作物 的 生長起著關鍵性作用。 F、能夠在遠程 PC 機上通過網絡連接到控制計算機上對大棚內溫濕度和光照進行遠程監 視和控制。 經方案比較，本設計采用方案二。 PCF8591具有 4個模擬輸入、 1 個模擬輸出和 1 個串行 I2C 總線接口。所以不采用此方案。 STC89C52單片機最小系統（圖 2）電路如下： VCC4039383736353433123456782122232425262728XAL119XAL218RST9EA/VPP31PSEN29ALE/PROG301011121314151617VSS2032U1STC89C52VCCXAL112MHz30pFC130pFC210uFC3K110KR1VCCGNDGNDP00P01P02P03P04P05P06P07P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P23P24P25P26P27P30P31P32P33P34P35P36P37PSENALE 圖 2 STC89C52 單片機最小系統 復位電路 為確保微機系統中 電路 穩定可靠工作，復位電路是必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。由于人的動作再快也 會使按鈕保持接通達數十毫秒，所以，完全能夠滿足復位的時間要求。因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、性價比極高等優點。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩定狀態在此期間無需發送任何指令。 C 范圍內 ,精度為177。DS18B20 可以程序設定 9~12 位的分辨率，精度為177。這些制作材料具有在特定 波長 的光照射下，有阻值迅速減小的西昌學院 畢業論文（設計） 19 特性 [5]。器件的地址、控制和數據通過兩線雙向 I2C總線傳輸。 AOUT： D/A 轉換輸出端。 第 5腳： RW為讀寫信號線，高電平 (1)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作。 LCD12864 的引腳功能（表 1）如下表： 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調整 4 RS(CS） H/L RS=“ H” ,表示 DB7—— DB0 為顯示數據 RS=“ L” ,表示 DB7—— DB0 為顯示指令數據 5 R/W(SID) H/L R/W=“ H” ,E=“ H” ,數據被讀到 DB7—— DB0 R/W=“ L” ,E=“ H→ L” , DB7—— DB0 的數據被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 714 DB0 H/L 三 態數據線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負端 表 1 LCD12864 的引腳功能表 本設計中 LCD12864 的電路原理圖如下（圖 15）： 1234567891011121314151617181920P2LCD1286410KR20R21VCCGNDP26P27P00P01P02P03P04P05P06P07 P25P24P23 圖 15 LCD12864 顯示電路 繼電器控制電路 繼電器是一種電控制器件。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電 流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。它是在 1970 年由 美國 電子工業協會（ EIA）聯合 貝 爾系統 、調制解調器廠家及計算機終端生產廠家共同制定的用于串行通訊的 標準 。 MAX232 的引腳說明如下： 第一部分是電荷泵電路。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。它支持 Text 和 PDU 格式的 SMS(Short Message Service,短消息 ),可通過 AT 命令或關斷信號實現重啟和故障恢復 [10]。 ：開關量信號。 ：標準 10ms(min:2ms)。環境濕度： 5～ 95%RH（無結露）。 ：電源監控，語法檢查，看門狗定 時器。 5. Byte AND OR XOR 運算。 。 C、梯形圖中的繼電器線圈不全是實際繼電器線圈，它包括輸出繼電器、輔助繼電器線圈等，其邏輯動作只有線圈接通之后，才能使對應的常開或常閉接點動 作。除提供通訊、運行數據庫、畫面、報警、西昌學院 畢業論文（設計） 36 歷史數據等功能外 ,還提供了實用的數據庫連接、數據配方、數據轉發服務、各種報表、雙機冗余、變量組、全局變量等增強功能 ,會發現許多棘手的問題 ,總能迎刃而解 。 西昌學院 畢業論文（設計） 46 圖 45 登陸 TeamViewer 遠程連接 9 系統調試 。 Fameview 組態特點 1 .FameView 軟件最適合工業 PLC 應用； 2 .面向設備數據表的監控； 3 .真正的 VBScript 編譯腳本（高級用戶自由編程）； 4. 靈活簡單的數據存儲、報表和數據分析（制作報表方便）； 5. 具有特色的畫面編程技術（漫游、透明位圖、靜態圖形轉位圖等）； 6 .集成靈活的可擴展功能塊（ CA 塊、 FB 塊）； 7. 集成 GSM 手機短信、 GPRS、 CDMA、寬帶、 ADSL 數據處理和報警； 8. 網絡服務器、串口服務器、 ADSL 動態 IP 服務器、短信數據服務 ； 9. 通訊速度快、畫面刷新快（每幅 畫面上百個位圖）； 10 .靈活的用戶管理（級別可到按鈕）； 11. 集成視頻監控、遠程調試、 WEB 功能； 12. OEM 定制（為行業定制、 VC 二次開發）。 E、 內部繼電器、計數器、移位寄存器等均不能直接控制外部負載，只能作中間結果供可編程序控制器內部使用。 梯形圖及用梯形圖語言編程的主要特點，概括起來主要有： A、 梯形圖是一種圖形語言，它沿用了傳統控制圖中繼電器的觸點、線圈、串聯等術語和圖形符號，并增加了許多功能強而又使用靈活、繼電器接觸器控制系統中沒有的指令符號，因此梯形圖與繼電器接觸器控制系統圖的形式及符號有許多相同或相仿的地方。 7. Byte 數據互相搬移。 ： Easy Pro 語法及 uPLC 語法，支持 51匯編自寫函數。抗靜電測試，接觸放電 15KV 內。 ： Lv_E 架構雙向連結 (RS232編程下載 )。 ：接點輸入或 NPN 開集電極輸入。作為 TC35i的核心基帶處理器主要處理 GSM 終端內的語音和數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有模擬和數字功能。此外，其功耗非常低，以 10dBm 的輸出功率發射時電流只有11mA，工作于接收模式時的電流為 ，內建空閑模式與關機模式，易于實 現節能 [8]。功能是產生 +12v和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。傳統的 RS232C 接口標準有 22 根線，采用標準25 芯 D型插頭座（ DB25），后來使用簡化為 9芯 D型插座（ DB9）。這樣吸合、釋放，從而達到