基于51单片机的智能大棚管理系统
基于单片机的蔬菜大棚控制系统设计
基于单片机的蔬菜大棚控制系统设计引言伴随着科学技术的迅速发展，我国农业也逐渐地从传统农业向高产、优质、高效为目的的现代化农业转变。
而作为家乡的蔬菜大棚，自然也离不开现代化的科学技术。
通过国内外大量的科学实验和生产的实践证明，环境的控制对蔬菜生产起到非常重要的作用。
只有在适宜的生长环境下蔬菜才能充分发挥其高产潜力。
对于蔬菜大棚内环境的控制主要是对环境温度、湿度和土壤水分等进行测量和控制。
为了更好地测量、控制湿度、湿度和土壤水分等影响蔬菜生长的因素，本文设计了以AT89C51单片机为控制器的智能测控系统，通过该系统可以对环境温度、湿度等观测值进行自动控制和适时监测，并利用声音和灯光进行越限报警及相应的处理。
1 系统功能该系统通过AT89C51单片机依次查询蔬菜大棚内各传感器的输出信号，然后再对输入信号进行相应处理后通过显示模块显示出来供菜农观测，与此同时，当显示值超出蔬菜正常生长所需要的环境指标时，系统将产生各种报警信号进行报警。
除此之外，还可以将单片机采集到的数据输入到PC机中，然后对输入数据进行一系列的分析、处理，从而找出各数据间的相互关系及变化趋势。
2 系统硬件组成该系统的硬件主要包括以下几个模块：AT89C51主控模块、各类传感器模块、A/D转换器、44780显示模块、电平转换器。
其中AT89C51单片机主要完成对外围硬件的控制以及一些运算功能，传感器完成信号的采样功能，A/D转换器主要完成模/数的转换，44780显示模块完成字符、数字的显示功能，电平转换器将单片机采集到的数据转换成RS232电平向上位机传输。
2.1 主控模块AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计_毕业论文剖析
ORG 00H
JMP START
ORG 0BH
JMP TIM0
START: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#60
MOV TL0,#76
SETB TR0
MOV IE,#82H
MOV R4,#09H
MOV R0,#30H
CLEAR: MOV @R0,#00H
DJNZ R4,CLEAR
JMP WAIT
ADC: MOVX A,@R0
MOV 37H,A
CLR C
SUBB A,36H
JC TDOWN
TUP: MOV A,37H
CLR C
SUBB A,34H
JNC POFF
JMP LOOP
PON: CLR P2.1
JMP START0
POFF: SETB P2.1
JMP LOOP
TDOWN: MOV A,37H
图4 ADC0804
如图4，A/D转换器就是模拟/数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。
ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示：
十六进制
二进制码二
与满刻度的比率
相对电压值VREF=2.56伏
A
1010
10/16
10/256
3.200
0.200
9
1001
9/16
9/256
2.880
0.180
8
1000
8/16
8/256
2.560
0.160
7
0111
7/16
基于51单片机的蔬菜大棚监控系统设计与实现
摘 要 本设计基于５ 单片机 １ 的设施栽培环境检测与控制系统 。它适用于各种温室 、大棚等设 施栽 培环境参数 的检测
与控制 。本文首先介绍 了监控 系统的功能和结构 框图， 随后 阐述 了其硬件和软件 的设计 与实现 ，具有简单 、低成本 、 高可靠性 、易 于实现和维护 、可用 电池供 电等诸多 优点 ， 具有很好地推广及应用前景。 关键词 自动监控 传感器 ５单 片机 １
现 代 农 业 装 备
２ １年 第１ 期 ０１ ０
Ｍ ｎ ｅ ｇ Ｕｆ ｕ ａｆ ｑ ｉ ｍ ｎ ｓ ｏ ｄ ｍ Ａ ｒ Ｃ ｔ ｒ Ｅ ｕ ｐ ｅ ｔ ｃ
基于５ 单片机的蔬菜大棚监控 １ 系统设计与实现
聂 虹 （ 福建农林 大学机 电工程 学院，福 建福 州 ３００ ） ５０２
展性 、提高 系统 。硬件部分主要完成各种传感器信 号 的采集 、转换 、各 种信息 的显示 ，主要 包括 以下 几个模块 ： ８Ｃ １ ９ ５主控模块 ，传感器模块 ， ４８显示模块等。 ４７０ 软件主要完成信号的处理及控制功能等 ， 其工作原理是 ：
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｏ ｔｃｃ ｎ ｒ ｌ ｓ ｎ ｏ ， ｃ ｏ ｏ ｔ ｌ ｒ ｙ ＷＯ ｄ ：ａ ｔｍａｉ ｏ ｔｏ， ｅ ｓ ｒ ｍｉｒ ｃ ｎ ｒ ｌ １ ｏ ｅ ５
温室是设 施农业 的典范 ，是 我 国农业 发展的重点 之一 ， 而 自动 监测 与控 制系统 是现代智 能化 温室 的重 要组成部 分 。 国 内外 温室种植 的实践 经验表 明 ，提 高温室 的 自动控制 和管 理水 平 ，可充分发挥温室的高效性 。
—
一
二 ｌ 二
— 度行理 光 旌 处
图１系统结构框 图
３软件设计
２ １８０ １ ． ９５硬件资源配置
基于51单片机的温室大棚小环境控制系统设计
毕业设计（论文）任务书专业班级自动化学生姓名Damon一、题目温室大棚小环境控制系统设计QQ：1043810875二、起止日期年月日至年月日三、主要任务与要求检测温室大棚内的各种环境变量，温度、湿度和光照强度。
通过键盘设定温湿度的变化范围，通过显示屏显示出当前的温湿度和所设定的范围。
具体如降温和升温调节，加湿和除湿调节，光照强度的调节。
指导教师职称学院领导签字（盖章）年月日毕业设计（论文）评阅人评语题目温室大棚小环境控制系统设计评阅人职称工作单位年月日毕业设计（论文）评定书题目温室大棚小环境控制系统设计指导教师职称年月日毕业设计（论文）答辩许可证答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）说明共页2、图纸共张3、指导教师意见共页4、评阅人意见共页经审查，自动化专业* 班Damon 同学所提交的毕业设计（论文），符合学校本科生毕业设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校教学管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。
指导教师签字（盖章）年月日根据审查，准予参加答辩。
答辩委员会主席（组长）签字（盖章）年月日毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议********** 学院自动化专业* 班Damon同学的毕业设计（论文）于2016 年* 月* 日进行了答辩。
根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、指导教师和评阅人意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。
一、毕业设计（论文）的总评语二、毕业设计（论文）的总评成绩：三、答辩组组长签名：答辩组成员签名：答辩委员会主席：签字（盖章）年月日我国是一个传统的农业大国，农业发展在我国占了很大的比重。
随着人们的生活水平日渐提高，消费能力也逐步增强，对于各种反季节作物蔬菜的需求越来越旺盛。
但是，作物生长所需要的环境限制了人们的需求，而解决这一矛盾的方法就是温室大棚技术。
伴随着温室大棚的广泛应用，同时也出现了一些问题。
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统一、概述随着现代农业技术的快速发展，蔬菜大棚作为一种重要的农业生产设施，其智能化、自动化管理已成为提升农业生产效率、保障农产品质量的重要手段。
在蔬菜大棚的生产环境中，温度是一个至关重要的因素，直接影响到作物的生长速度和产量。
开发一套稳定可靠的蔬菜大棚温度控制系统显得尤为重要。
本文介绍了一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统。
该系统通过单片机作为核心控制器，结合传感器技术、控制算法和执行机构，实现对大棚内温度的实时监测和智能调控。
系统不仅具有硬件结构简单、成本低廉的优点，而且通过合理的控制策略，能够实现对大棚内温度的精确控制，为蔬菜生长提供最佳的环境条件。
该系统在实际应用中，可以有效提高蔬菜大棚的生产效率，降低能耗和人力成本，同时提高农产品的产量和质量，具有重要的实际应用价值和推广意义。
在接下来的章节中，我们将详细介绍该系统的硬件设计、软件编程、控制策略以及实际运行效果，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1. 介绍蔬菜大棚温度控制的重要性。
蔬菜大棚作为一种现代农业设施，通过调控生长环境，显著提高了蔬菜的产量和品质。
温度是影响蔬菜生长的关键因素之一。
适宜的温度不仅有助于蔬菜的正常生长，还能有效防止病虫害的发生，从而提高蔬菜的抗病能力和产量。
蔬菜大棚的温度控制具有极其重要的意义。
适宜的温度是蔬菜生长的基础。
不同种类的蔬菜对温度的要求各不相同，但总体来说，适宜的温度范围能够促进蔬菜的光合作用，加速营养物质的合成和转运，从而提高蔬菜的生长速度和产量。
同时，适当的温差还有利于提高蔬菜的抗逆性，增强其对极端天气的适应能力。
温度控制对于防止病虫害的发生至关重要。
高温或低温环境都可能导致蔬菜生长异常，进而引发各种病虫害。
通过精确控制大棚内的温度，可以有效降低病虫害的发生概率，减少农药的使用量，从而保障蔬菜的品质和安全。
温度控制还能提高蔬菜大棚的生产效益。
在适宜的温度条件下，蔬菜的生长周期缩短，产量增加，品质提升，这都将直接带来经济效益的提升。
基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计
基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计【摘要】本系统是一个自动测温控温系统。
主要采用ATB9C51单片机，以及温度传感器DS18B20，将采集到的实时温度通过串口向单片机进行传输，对温度进行实时监测，并将通过键盘设定的适合大棚植物生长最佳的温度。
最后将测得的结果发送到数码管显示出来。
该系统对所测得的温度值进行分析，自动驱动相应的降温或加热设备，以达到对温度智能控制。
在实际运用中我们就能够免除温度过高或过低给我们带来的经济损失。
1.前言1.1、系统的运用和实际意义在随着农业现代化的发展，名贵蔬菜栽培工程因其涉及学科广、科技含量高、和人民生活关系密切，己越来越受到世界各国的重视。
这也为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇，并产生巨大的推动作用。
我国的现代化温室是在引进和自我开发并进的过程中发展起来的。
温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类名贵蔬菜对温度生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，根据市场的供求关系，提早或延迟最佳食用期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。
温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。
随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。
控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。
终端控制设备向中央控制装置输送检测信息，根据中央控制装置的指令输出控制信号，使电器机械设备执行动作，实现温室环境调节。
1.2 、系统设计任务及要求1.2.1、设计任务设计一个基于单片机可以自动监控、调控大棚内温度的智能系统。
设计后的温度检测系统，通过外部设备控制设置温度，并能直接显示出来设置温度和当前温度。
若温度没达到设定的温度，系统都能够自动的调节温度，当温度低于设定温度值时启动加热设备，当温度高于设定温度值时启动降温设备，使得菜棚可以控制有利于植物生长的最佳温度，实现智能恒温控制。
1.2.2、设计要求（1）通过按键可以任意设置大棚内的温度。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 研究背景智能温室大棚系统是利用先进的单片机技术和传感器技术来实现对温室环境的监测和控制的系统。
随着全球气候变暖和粮食供应压力的增加，智能温室大棚系统的研究和应用变得越来越重要。
当前，传统的农业生产方式已无法满足不断增长的粮食需求，而智能温室大棚系统的出现为农业生产带来了革命性的改变。
传统的温室大棚产品受限于人工操作和环境条件的限制，往往无法实时监测温室内外环境的变化，导致温室作物生长过程中出现问题。
设计并实现基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的意义。
通过引入单片机技术和传感器技术，智能温室大棚系统可以实现对温室内外环境参数的实时监测和控制，如温度、湿度、光照等。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和控制，为农业生产提供更便捷、高效、智能化的解决方案。
研究基于单片机的智能温室大棚系统具有重要的理论和实际意义。
1.2 研究目的研究目的是基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现。
通过研究，旨在利用现代科技手段提高温室大棚的自动化程度，提升温室作物的生产效率和质量。
具体目的包括：1. 设计一套智能温室大棚系统，实现温室环境监测、控制和调节功能，实现对作物生长环境的精细化管控；2. 研究温室大棚系统中的传感器和执行器的选择、布局及调试方法，确保系统的稳定性和可靠性；3. 开发相应的软件模块，实现对温室大棚的智能控制，包括自动化灌溉、通风、照明等功能；4. 测试系统的性能，评估系统在实际作物种植环境中的使用效果和稳定性；5. 为农业生产提供更加智能、高效的技术手段，推动农业现代化发展，提升粮食生产能力和质量。
1.3 研究意义智能温室大棚系统的研究意义主要体现在以下几个方面：智能温室大棚系统的设计与实现能够有效提高农作物的产量和质量。
通过智能温室大棚系统，我们可以实现精确的环境控制，包括温度、湿度、光照等参数的实时监测和调节，从而为作物提供更适宜的生长环境。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 背景智能温室大棚系统是一种利用现代科技手段来监控和调控温室内环境的系统。
随着人们对食品安全和环境保护意识的提高，温室大棚种植逐渐成为现代农业的重要组成部分。
传统的温室大棚存在管理不便、资源浪费和生产效率低下等问题，因此迫切需要一种智能化的系统来解决这些问题。
传统温室大棚管理主要依靠人工操作，容易受到外界气候和人为因素的影响，使得温室内环境控制困难。
而智能温室大棚系统则通过使用各种传感器来监测温室内外环境数据，实时调控温度、湿度、光照等因素，从而提高生产效率和保障农作物的生长质量。
本研究旨在基于单片机技术设计并实现一套智能温室大棚系统，从而提升温室管理的效率和水平。
通过传感器采集数据、控制系统设计、通信系统设计、数据处理与管理等方面的研究，力求构建一套稳定可靠、智能化程度高的温室管理系统，为现代农业生产提供一种全新的解决方案。
【背景】1.2 研究意义智能温室大棚系统的设计与实现是当前农业领域的研究热点之一。
随着人口的不断增加和气候变化的影响，传统农业生产面临着诸多挑战，如病虫害防治困难、气象变化频繁等。
研究开发一种能够实现自动化、智能化管理的温室大棚系统具有重要的意义。
智能温室大棚系统能够实现对温度、湿度、光照等环境参数进行监测和控制，从而有效提高作物生长的质量和产量。
通过传感器实时采集数据，并利用单片机进行控制和决策，可以实现对温室环境的精准调控，提高作物的生长环境，减少能源消耗，提高生产效率。
这对于农业生产的可持续发展和粮食安全具有重要意义。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和管理，农民可以通过手机或电脑实时查看温室环境数据，及时调整相关参数，解决传统农业生产中人工管理不便、信息不对称等问题。
研究基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现具有重要的理论和实际意义，有助于推动农业现代化进程，提高农业生产的效益和质量。
1.3 研究目的研究目的旨在通过基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现，实现对温室环境的监测和自动控制，从而提高农作物的生长效率和质量。
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collection; 12864 LCD real-time display; temperature and humidity in the
greenhouse, carbon dioxide concentration, light intensity, effective and
本传感器采用固体电解质电池原理，由下列电子构成：空气，Au|NASICON||碳酸盐|Au， CO2 灵敏度特性：
图 2 给出了传感器的灵敏 度特性曲线。
其中： 温度：28℃、 相对湿度：65%、 CO2浓度：21%
EMF:元件在不同气体，不同浓度下 的输出电势
响应恢复特性： 从图 3 中可以看出：固体电解 质元件具有较好的响应恢复特 性。
2012“毕昇 RIGOL”杯 全国电子创新设计竞赛
设计论文
设计题目：基于单片机的智能大棚管理系统
参赛学校：山东电子职业技术学院 专业：电子信息工程技术
参赛学生：姜晓鹏 王亚东 刘祥熙 指导教师： 宫月月
目录 一、摘 要.................................................................................. 3 二、系统简介.............................................................................. 4
3.1 主控部分......................................................................5 3. 2 二氧化碳检测部分................................................... 5 3.3 温湿度检测部分........................................................ 7 3.4 显示部分.....................................................................7 3.5 防盗部分......................................................................8 3.6 执行机构.....................................................................8 （四） 系统软件流程图...................................................... 9 三、总结.................................................................................... 11 四、谢辞.................................................................................... 11 五、参考文献............................................................................ 11
4100 lx 敞开 关
31000 lx 敞开 开
200 lx
关闭 关
追光
关
追光
开
停止追光 关
三、总结
在我们三人的共同努力下，系统最终达到了预想的效果。并且我们做出了模型，虽然这 只是一个模型，需要经过实践的检验。但我们相信我们的设计能够应用在实际中。因为它符 合实际的要求，具有较强的实用性。
关键词：农业科技、单片机技术、温湿度，二氧化碳浓度、光照强度
Abstract
With the development of science and technology, agricultural science and
technology step by step into our lives. The increase in vegetable
是 风扇
用户离开
=3 秒 温湿度检测
>=设定值? 是
电磁阀
结束
测试数据：我们根据一天早中晚实时监测，检测得到的二氧化碳浓度值、温湿度值、阳光强 度及系统状态。 时间 温度 湿度 二氧化碳浓度 阳光强度 帘子 风扇 追光系统 电磁阀
早 15℃ 37%RH 7000ppm 中 25℃ 58%RH 4000ppm 晚 20℃ 49%RH 3000ppm
数据时序图
3.4 显示部分
为了实时显示大棚状态，我们采用了 12864 液晶作为显示核心，并作为人机对话界面提 醒人们输入密码，进入系统。12864 液晶自带中文字库，且能显示图片，显示比较人性化。 根据现有条件，我们采取了此方案。经过试验，达到了我们的原先要求。 操作时序图：
硬件电路： 由于八位串行速度较快；根据系
temperature and humidity, carbon dioxide concentration, light intensity
（一）系统框图
二、系统简介
太阳能电池板 电
CO2 检测
MG811
电机
光照检测
光敏传感器
继电器
太阳能追光 风扇
温度检测
DHT11
步进电机
遮阳帘
湿度检测
DHT11
（一）系统框图.....................................................................4 （二）系统主要实现功能.................................................... 4 （三）系统组成.....................................................................5
统实时性的需要我们采用这种数据 连通方式。虽然占用了多个 I/O 资 源，但这种方式达到了我们实时显示 温湿度、二氧化碳浓度；如有人进入 提示人们输入密码，并对密码进行了 显‘星’处理，保障了系统显示和系
统安全，达到了系统预先的要求。
3.5 防盗部分
为了使大棚实现无人管理的目的，本系统特别设计了一套防盗系统。当有人进入大棚时， 热释电检测，检测到有人靠近，然后将数据传送给单片机。单片机接收到信号随即让 12864 提示输入密码，用户用红外遥控（钥匙）输入密码，若密码正确，用户进入，激光会计算进 入人数。若密码输入三次仍不正确，单片机会命令 12864 液晶显示“请你离开，谢谢合作” 字样，并会自动启动报警系统 5 秒。若来人未输入密码直接进入，则启动报警系统，直至来 人离开。 实现原理：
greenhouses, people increasingly . In
particular, to improve its production efficiency, higher and higher degree
of automation requirements for greenhouse. Microcontroller technology
（三）系统组成
3.1 主控部分
本系统以达盛科技的主控板配 STC89C58 单片机为控制核心，该主控板具有高抗干 扰、加密性强的特点，，对于系统的安全性能有可靠的保障。
实现原理，如图所示：
3. 2 二氧化碳检测部分
为了达到实时检测二氧化碳浓度，控制环境生长的目的，经过多方面考虑，最终我们 选取了对 CO2 有良好的灵敏度和选择性，受温湿度的变化影响较小的 MG811 二氧化碳传感 器。它具有良好的稳定性、线性。经过 CA3140 高阻态运放阻抗变换电路之后，得到可采集 的模拟信号。得到信号后，我们采用了 TLC1549 10 位串行 AD 对模拟信号进行处理，最后 送给单片机。经单片机处理后，送给 12864 液晶实时显示，并对棚内风扇等进行有效控制。 工作原理
开始
初始化
检测是否有阳光
无
有
停止追光，太阳能电池板充电
电机追光
检测阳光强度>150
否
放帘子
是
收帘子
开始
系统初始化
否 检测是否有人
提示离开 是
是 12864 液晶显示
提示输入密码
>3 次
否 用户输入密码
否 否
密码是否正确
显示棚内人数
进入大棚 激光计人数
定时器计数
=0.5 秒 CO2 检测 >=设定值?
一、摘 要
随着科技的发展，农业科技也一步步走进我们的生活。蔬菜大棚的增多，人们对其性 能要求也越来越高。特别是要提高其生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。单 片机技术的逐步成熟，加快了我们走向现代化、科技自动化的进程。
本系统以达盛科技 STC89C52 单片机为控制核心；利用温湿度、二氧化碳等多路传感 器采集数据；12864 液晶屏实时显示；对大棚内的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度进行有 效、可靠地检测和控制。该系统具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠的 特点。
3.3 温湿度检测部分
在温度和湿度测量方面，我们选择了温湿度传感器 DHT11。它具有 成本低、长期稳定、相对湿度和温度测量、品质卓越、超快响应、抗干 扰能力强、超长的信号传输距离、数字信号输出、精确校准的优点。 实现原理和工作电路：
单片机发送一次开始信号后，DHT11 从低功耗模式转换到高速模式， 待主机开始信号结束后，DHT11 发送响应信号，送出 40bit 的数据，并 触发一次信采集。信号发送如图所示。数据时序图：