陳元偉++程叢叢++馮浩

摘 要：本系統(tǒng)分為硬件和軟件兩個(gè)部分，在硬件部分，我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求對(duì)實(shí)驗(yàn)所需的材料進(jìn)行了仔細(xì)的選取，對(duì)硬件功能進(jìn)行了精密的檢測(cè)，對(duì)硬件模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。我們采用的是AT89S51為核心的單片機(jī)，通過(guò)溫濕度傳感器檢測(cè)并收集數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線接收和發(fā)送將檢測(cè)的數(shù)據(jù)通過(guò)LCD1602顯示。

關(guān)鍵詞：溫室大棚；AT89S51；溫濕度傳感器；LCD1602顯示

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.139

1 引言

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)于農(nóng)業(yè)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，溫室大棚在農(nóng)業(yè)方面占了主導(dǎo)，溫室大棚技術(shù)顯得尤為重要，傳統(tǒng)的溫室大棚技術(shù)暴露出了很大的局限性，主要是對(duì)溫濕度的檢測(cè)與控制達(dá)不到一定的準(zhǔn)確度，所以對(duì)溫室大棚的要求越來(lái)越高，我們急需研究一個(gè)對(duì)溫室大棚溫濕度檢測(cè)和控制的系統(tǒng)。

2 基于單片機(jī)在溫室大棚里的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)的方案

本系統(tǒng)在參數(shù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)顯示、判斷報(bào)警過(guò)程中都要通過(guò)AT89S51單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，因?yàn)锳T89S51單片機(jī)是此系統(tǒng)的核心。數(shù)字溫濕度傳感器AM2301單總線數(shù)據(jù)采集，AT89S51單片機(jī)在LCD1602上顯示收集的數(shù)據(jù)。如果采集的參數(shù)結(jié)果超出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍，蜂鳴器就會(huì)經(jīng)行實(shí)時(shí)的報(bào)警。

溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)是基于AT89S51單片機(jī)為中央控制單元，該中心負(fù)責(zé)系統(tǒng)的操作和控制，從而達(dá)到各個(gè)模塊之間的協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)把所采集的值合理地處理，并在液晶屏上顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)。報(bào)警功能是通過(guò)報(bào)警模塊進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，這會(huì)體現(xiàn)在蜂鳴器上。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件模塊分為蜂鳴器電路模塊，LCD顯示電路模塊，溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及溫度傳感器電路模塊。

3.1 系統(tǒng)硬件流程圖

AT89S51單片機(jī)是此系統(tǒng)的核心，通過(guò)數(shù)字溫濕度傳感器AM2301單總線數(shù)據(jù)采集，通過(guò)AT89S51單片機(jī)在LCD1602上顯示收集的數(shù)據(jù)，如果采集的參數(shù)結(jié)果超出設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍，蜂鳴器就會(huì)經(jīng)行實(shí)時(shí)的報(bào)警。

3.2 蜂鳴器電路

系統(tǒng)采取的是有源蜂鳴器，有源蜂鳴器工作的理想電流信號(hào)是直流電，因?yàn)榉澍Q器內(nèi)部有一簡(jiǎn)單的振蕩電路，能將恒定的直流電轉(zhuǎn)化成一定頻率的脈沖信號(hào)，通電后振蕩電路產(chǎn)生信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，從而實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)交變帶動(dòng)鉬片振動(dòng)發(fā)聲。

3.3 溫濕度傳感器電路

DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它主要應(yīng)用于溫濕度檢測(cè)技術(shù)方面，有較高的準(zhǔn)確度，在3-5.5V電壓下就可工作。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕原件和一個(gè)NTC測(cè)溫原件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連。

3.4 LCD顯示電路模塊

系統(tǒng)使用的LCD1602為顯示屏，1602的顯示容量為16*2的字符，芯片的電壓為4.5-5.5V。

4 軟件的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的程序編程采用的是C語(yǔ)言編程，以Keil uVision4為開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)與硬件的集合實(shí)現(xiàn)軟件的要求。

（1）通過(guò)溫濕度傳感器檢測(cè)溫濕度；（2）通過(guò)無(wú)線接收與發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)上，由單片機(jī)檢測(cè)處理數(shù)據(jù)；（3）將單片機(jī)處理過(guò)的數(shù)據(jù)通過(guò)LCD1602顯示出來(lái)；（4）單片機(jī)將檢測(cè)處理過(guò)的數(shù)據(jù)，和開(kāi)始設(shè)置的值比較，如果超限或低于，單片機(jī)就會(huì)將信號(hào)電流傳給蜂鳴器，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，然后溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后，單片機(jī)再次檢測(cè)溫濕度，循環(huán)作用后以達(dá)到目的。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的檢測(cè)到溫室大棚里的溫濕度，避免了人為的不精準(zhǔn)，造成的的誤差，為農(nóng)業(yè)設(shè)施群監(jiān)控室提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。

6 結(jié)論

針對(duì)單片機(jī)在溫室大棚中的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)做了充分詳細(xì)的介紹與說(shuō)明。通過(guò)硬件和軟件的相互結(jié)合實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在大棚中的作用，在此過(guò)程中我們學(xué)習(xí)了硬件結(jié)構(gòu)、軟件的調(diào)試。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈東凱.智能溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐D].南京：南京航空航天大學(xué)自動(dòng)控制系，1997.

[2]孫曾圻等.智能控制理論與技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1992.

基金項(xiàng)目：省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目：基于單片機(jī)在溫室大棚中的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)（編號(hào)：201610379134）

作者簡(jiǎn)介：陳元偉（1996-），男，安徽馬鞍山人，學(xué)生，研究方向：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制。