冬暖式温室大棚环境监测(精)

冬暖式温室大棚环境监测

物理学院2006级

组员丁宅伟刘旺梁传慧指导老师李茂奎

一、目的：

1在国家大力发展农业的背景之下，我们所做的这个项目是很有意义的

2应用所学单片机知识，将所学应用到实践中，培养实践与动手能力，真正把理论转化为实践。

3通过单片机课程设计，熟练掌握ICC A VR C语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。

二、功能及用途：主要功能是监测大棚的温度并显示，用测得的光敏电阻的阻值表征

光照强度，应用于普通冬暖式温室大棚的温度监测和光照自动控制，另有定时功能可以设定允许触发的时间范围。

三、原理：应用avr单片机作为核心处理器，使用ds18b20传感器将所收集的信号传送

给单片机，然后实现温度的显示，用光敏电阻在光照下阻值的变化转化成电压变化输入到单片机，进行处理转化将其限定在一定范围内，超出范围就会发出警报。可以定时只允许在设定的时间范围内触发单片机引起报警及相关装置的动作

四、硬件设计：

1、设计思路：

（1）mega16单片机核心处理

（2）数码管显示温度光强数值

（3）独立按键设置温度光强的上下限值

(4) led指示灯和蜂鸣器报警

（5）电动机正反转拉上或拉下大棚草帘

（6）定时功能设定天亮天黑时间

2、方案论证与设计：

方案一：用四位数码管显示

优点：程序简单，很经济

缺点：不能同时显示多个数值

方案二用LCD显示

优点：能同时显示多个数值，方便

缺点：价格昂贵程序复杂

综合以上要素和实际情况我们选择方案一

3、核心硬件的设计：

avr单片机作为处理器，ds18b20作为温度输入，cds5516光敏电阻检测光照

4、键盘电路的设计：

由于系统要求功能比较简单，所以采用独立式4个按键

5、显示电路的设计：

显示电路采用四位数码管显示

硬件PCB图

系统实物图

五．如何使用硬件单元：A键切换数码管的显示状态，分别显示的状态是当前气温、

设置温度上限值、设置温度下限值、用光敏电阻阻值表征的光照强度（阻值越大光照越强，通过查“照度—电阻特性图”来确定光照强度）、当前时间、设定天亮时间、设定天黑时间；

B、C键分别设置气温值的十位和个位；D键消除警报；温度超出范围led1亮，蜂鸣器响；光照超出范围led2亮，蜂鸣器响。

六．软件设计思想：

1.用按键触发外部中断，切换显示状态，

2.用定时器比较匹配中断调用显示函数

3.用ADC测量光敏电阻的阻值用以表征光照强度

4.用键盘设定温度和光照上下限值

5.如果温度和光照超标就触发报警装置并且电机会相应转动，拉开或拉上草帘

6.用键盘设定天亮天黑时间

软件设计框图

7.

8.ds18b20程序流程图

9.光照部分的程序流程图

10.

七．测试过程及数据：

光照（用电阻值表征光强，显示的是电阻值）

八．分析相应指标及参数：

单键对应的端口是PB2、PD3、PD4、PD6;

LED对应的端口是PC0、PC1；

蜂鸣器 PC6;

光敏电阻，电阻，电容0.1微法，电感0.1mh，蜂鸣器，温度传感器ds18b20，三极管0.5w 的参数

九．所需全部资源及成本：

数码管2元，单片机，独立式按键0.15*4，发光二极管2元，蜂鸣器0.3，电烙铁，焊锡，电阻1元，电容1元，电感5个1元

十．成员分工和工作情况及贡献：

软件设计：丁宅伟 40%

硬件焊接：刘旺 30%

论文撰写：梁传慧 30%

十一。心得体会

通过单片机课程设计，我们不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我们还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。