温室大棚控制系统设计
基于PLC的大棚温室控制系统的设计

基于P L C的大棚温室控制系统的设计精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-基于PLC的温室控制系统的设计摘要随着人们生活水平的提高,由温室大棚种植的反季节蔬菜成为人们越来越离不开的食物,所以温室大棚技术越来越重要,而温度控制是最为重要的一环。
考虑到PLC具有灵活性、操作简单等优点,所以设计出了基于PLC的温度控制系统。
该论文介绍了温室控制系统的构成,包括信息采集部分、智能控制部分以及最后的执行部分。
由于温度的变化因素很多,包括光照、湿度、通风等因素,所以本次设计的系统中包括了升降温系统、补光系统、遮阳系统、加湿系统、CO2系统、通风系统,来综合调整温度的变化保证温度的准确度。
根据设计需要和经济综合因素的考虑选用了西门子S7-200型PLC的控制,这样既能够满足输入与输出控制,又有比较高的性价比。
在设计中给出了控制系统的软硬件设计,并用STEP7软件进行对梯形图的输入、调试与仿真,能够完全符合设计需求。
关键词传感器 PLC 模糊控制器 MCGS组态软件电机Greenhouse Control System Based on PLCABSTRACTWith the improvement of people's living standard anti season vegetables become people are increasingly inseparable from the food, so the greenhouse technology is more and more important, and the temperature control has become the most important part, so the PLC control system of greenhouse based on. Temperature sensor and PLC are the core of the greenhouse control system, they have a direct impact on the working status of the system. Its working process is the when the temperature sensor to collect the signal is transmitted to the fuzzy controller, the fuzzy controller by the signal conversion andcomparative analysis, then the signal transformation output signal to the MCGS configuration software is used to judge the and the signal is transmitted to the PLC, PLC receives the signal and control motor working temperature control. MCGS configuration software where the computer is also a platform for human-computer interaction.Key words Temperature Sensor PLC Fuzzy ControllerMCGS Configuration Software Electric Machinery目录第1章绪论课题背景时代在进步社会在发展人民的生活水平也在不断地提高,而反季节蔬菜已经成为人们餐桌上必不可少的食物,所以以大棚温室为主的农业种植面积不断增大,温室大棚主要就是为植物的生长创造合适的温度环境,但是如何创造合适的温度环境成为摆在人们面前一大难题。
温室大棚控制系统-设计报告详解

哈尔滨师范大学物联网感知综合课程设计报告题目:温室大棚控制系统年级: 2013级专业:物联网工程姓名:高英亮袁昊慈指导教师:李世明杜军温室大棚控制系统高英亮、袁昊慈摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素,单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策,控制执行器进行自动喷灌,实现了计算机自动控制,按需、按期和按量喷灌。
系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成,采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。
该系统采用传感器技术和单片机相结合,由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成,采用接口进行通讯,实现温室大棚自动化控制。
本系统环保节能、节水、省力,具有很好的实用性和推广性。
1 引言中国农业的发展必须走现代化农业这条道路,随着国民经济的迅速增长,农业的研究和应用技术越来越受到重视,特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。
现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。
例如:空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
在农业种植问题中,温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关,进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证,通过对监测数据的分析,结合作物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。
大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数,直接关系到蔬菜和水果的生长。
国外的温室设施己经发展到比较完备的程度,并形成了一定的标准,但是价格非常昂贵,缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理,这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易造成不可弥补的损失,结果不但大大增加了成本,浪费了人力资源,而且很难达到预期的效果。
毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统

毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统温室大棚自动控制系统是一种基于单片机的智能控制设备,旨在通过自动监测和调节环境参数,实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
本文将探讨温室大棚自动控制系统的设计原理、功能以及其在农业生产中的应用价值。
温室大棚是一种有利于农作物种植的环境,通过温室大棚能够调节大气温度、湿度、二氧化碳浓度等因素,提供良好的种植环境。
然而,由于温室大棚环境参数无法自动调节,需要人工干预,导致工作量大、效率低下。
温室大棚自动控制系统的出现,能够解决这一问题。
温室大棚自动控制系统主要由传感器、执行器和控制器组成。
传感器负责监测环境参数,如温度、湿度、二氧化碳浓度等;执行器通过控制器的信号进行动作,如控制加热、通风、灌溉系统等;控制器则负责采集传感器数据,根据预设的控制策略进行决策,发送控制信号给执行器。
温室大棚自动控制系统具有以下功能:首先,能够实时监测温室大棚的环境参数,获取相关数据,并显示在控制面板上,方便人员了解温室大棚的状态。
其次,能够根据预设的设定值,自动调节温室大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数,实现温室大棚环境的精确控制。
最后,能够实现温室大棚内的报警功能,在异常情况下发出警报,并通过手机短信等方式通知操作人员。
温室大棚自动控制系统在农业生产中具有广泛的应用价值。
首先,它能够提高农作物的产量和质量,通过智能控制温室大棚的温度、湿度等参数,为农作物提供最适宜的生长环境。
其次,它能够节约人力资源,自动监测和调节温室大棚的环境参数,减少了人工干预的工作量。
最后,它能够降低能源消耗,通过智能控制加热、通风等设备的使用,实现能源的最优利用。
总之,基于单片机的温室大棚自动控制系统是一种高效、智能的农业生产设备。
通过自动监测和调节环境参数,实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
它在农业生产中具有广泛的应用价值,可以提高农作物产量和质量,节约人力资源,降低能源消耗。
温室大棚空调环境控制系统设计

温室大棚空调环境控制系统设计温室大棚空调环境控制系统设计随着现代农业技术的发展,温室大棚的使用越来越广泛。
然而,温室大棚的环境控制却成为了一个挑战。
温室大棚内部的温度、湿度、光照等因素对植物的生长和产量有着重要的影响。
为了保证温室大棚内部环境的稳定和优化,温室大棚空调环境控制系统应运而生。
首先,温室大棚空调环境控制系统需要能够实时监测和调节温室内的温度。
通过安装温度传感器,系统可以不断地获取温室内的温度信息,并根据设定的温度范围进行自动调节。
当温度过高时,系统会自动启动降温设备,如风扇或空调,以降低温室内的温度。
反之,当温度过低时,系统会启动加热设备,如加热器或地暖,以提高温室内的温度。
这样可以保持温室内的温度在一个适宜的范围内,为植物的生长提供最佳的条件。
其次,湿度也是温室大棚环境控制的重要因素。
高湿度会导致病菌滋生,影响植物的健康生长。
因此,温室大棚空调环境控制系统还需要能够监测和调节温室内的湿度。
通过湿度传感器,系统可以准确地监测到温室内的湿度,并根据设定的湿度范围进行调节。
当湿度过高时,系统会启动除湿设备,如除湿机或通风系统,以降低温室内的湿度。
反之,当湿度过低时,系统会启动加湿设备,如加湿器或喷雾装置,以提高温室内的湿度。
这样可以保持温室内的湿度在一个适宜的范围内,为植物的生长提供良好的湿度条件。
此外,光照是植物生长的关键因素之一。
温室大棚空调环境控制系统还需要能够监测和调节温室内的光照强度。
通过光照传感器,系统可以实时地监测到温室内的光照情况,并根据植物的需求进行调节。
当光照不足时,系统会启动补光设备,如LED灯或日光灯,以提供足够的光照。
反之,当光照过强时,系统会启动遮光设备,如遮阳网或百叶窗,以降低温室内的光照强度。
这样可以保证温室内的光照在一个适宜的范围内,为植物的光合作用提供最佳的条件。
综上所述,温室大棚空调环境控制系统的设计是为了实现温室内环境的稳定和优化。
通过监测和调节温室内的温度、湿度和光照等因素,系统可以为植物的生长提供最佳的条件。
温室大棚自动化控制系统设计与实现

温室大棚自动化控制系统设计与实现一、引言随着科技的不断进步和农业发展的需求,现代农业越来越多地依赖于自动化技术。
温室大棚自动化控制系统作为农业自动化的重要组成部分,可以提高种植效率,降低劳动成本,改善环境条件,保障农作物的生长。
本文将介绍温室大棚自动化控制系统的设计与实现。
二、温室大棚自动化控制系统的概念与原理温室大棚自动化控制系统是指利用传感器、执行器、控制器等设备,根据农作物的生长环境需求,自动调控温度、湿度、光照、通风等参数,实现对农作物生长环境的精确控制。
其原理是通过传感器对环境参数进行监测,然后通过控制器对执行器进行指令控制,从而实现对温室大棚环境的自动调节。
三、温室大棚自动化控制系统的硬件设计1. 传感器选择与布置:温度、湿度、光照等环境参数是温室大棚生长的关键因素,因此需要选择相应的传感器对这些参数进行准确检测。
同时,要合理布置传感器位置,尽量避免测量误差和干扰。
2. 执行器选择与布置:根据温室大棚的要求,选择合适的执行器进行控制操作。
比如温度控制可以通过风机、加热器等设备来实现,湿度控制可以通过雾化器,通风控制可以通过开关门等方式实现。
3. 控制器选择:温室大棚自动化控制系统中,控制器起到控制传感器和执行器的作用。
可以选择单片机、PLC等控制器,根据实际需求进行配置和编程。
四、温室大棚自动化控制系统的软件设计1. 数据采集与处理:根据传感器采集到的环境参数数据,进行处理和分析,得出决策结果。
可以使用数据采集协议,如MODBUS等。
2. 控制策略设计:根据农作物的需求和环境参数,设计合理的控制策略。
比如温度过高,可以通过控制风机加大通风量以降低温度;湿度过低,可以通过控制雾化器增加湿度等。
3. 用户界面设计:为了方便用户对温室大棚自动化控制系统进行操作和监控,需要设计一个友好的用户界面。
可以通过触摸屏、远程监控等方式实现。
五、温室大棚自动化控制系统的实现与应用1. 系统搭建与调试:按照设计需求和硬件配置,搭建温室大棚自动化控制系统,并进行连通性测试和功能调试。
温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计温室自动化控制系统简介温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。
可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。
智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。
监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。
系统组网络以及通讯协议(1)系统组网络组成根据工艺运行的需求,我们做如下的网络系统设计:网络采用以太网络设计。
每个站作为一个网络节点。
这个网络采用性能可靠的工业以太网。
可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环境,实现“多网合一”。
整个系统可承载的数据分成如下的几个部分:1:工业控制数据2:采集数据3:工业标准的MODBUS总线通讯4:视频语音数据采集和监控(2)组网特点自动化控制系统是开放的控制系统,除了具有良好的网络通讯能力外,还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口,以后可以任意扩展控制系统。
整个系统采用多级网络结构,即生产管理网和生产控制网,将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开,分别使用不同的网络。
有效地提高了通讯的效率,降低了通讯负荷。
(3)采用的通讯协议Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。
通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。
它已经成为一种通用工业标准。
现代农业大棚控制系统(1)控制系统概述随着社会经济的发展,设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径,已经越来越受到世界各国的重视,而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分,是设施农业发展的高级阶段。
温室大棚温湿度控制系统

蔬菜大棚控制系统设计在农业生产中,蔬菜大棚的应用越来越广泛,也能为人们创造更高的经济效益。
在蔬菜大棚中,最关键的是温度、湿度、二氧化碳浓度、光照、营养液等的控制方法。
传统的控制方法完全是人工的,不仅费时费力,而且效率很低。
我的作业设计是蔬菜大棚温湿度控制系统的设计。
该系统主要由单片机、温度传感器DSl8B20、湿度传感器是HR202、二氧化碳浓度传感器、光敏传感器、液晶显示LCD1602、键盘等组成。
此设计克服了传统农业难以解决的限制因素。
因此就必须利用环境监测和控制技术。
对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素进行测控。
一、系统总体结构设计及控制系统设计环境自动化检测系统的硬件设计方案框图如图l 所示。
控制系统主要有单片机、数据采集模块、数据转换电路、报警装置、执行机构、主控计算机等组成。
其核心是单片机芯片组,作为系统各种参数的处理和控制器。
完成各种数据的处理和控制任务。
同时将处理后的数据传送给主机。
实际应用时可根据被测控参数点的个数和控制的要求来决定单片机的数目。
环境因素数据采集模块由温度传感器、湿度传感器、C02浓度传感器、光照度传感器等组成,分别实时采集各测控点的温度、湿度、C02浓度、光照度等环境因素模拟量并转换为电信号。
经前置放大后送给A/D 转换芯片。
数据转换电路包括A /D 转换和D /A 转换电路。
完成模拟量和数字量之间的相互转换。
执行机构包括各种被控制的执行设备。
在系统的控制下启动调节设备如喷雾机,吹风机,加热器,CO2发生器等进行升温降温、加湿换风、C02浓度调控、光环境调控、土壤环境调控等操作来调节大棚内的环境状态。
另外还有光电驱动隔离,其作用是有效地隔离控制部分和执行部分。
抑制大电流、大功率负载开启产生的各种电磁辐射和电压冲击等干扰,保证系统可靠稳定地工作。
整个系统的工作原理是首先在单片机内设定温度、湿度、C02浓度、光照度等环境因素的上下限值和报警值并予以保存,各种传感器实时检测到的参数值送到单片机后与其设定值进行比较,判断是否在设定的上下限值范围内。
温室大棚控制系统设计

本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻,以及四位八段数码管等元器件,设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。
该系统运行可靠,成本低。
系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。
促进了农作物的生长,从而提高温室大棚的产量,带来很好的经济效益和社会效益。
关键词: STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测第1章绪论§1.1选题背景§1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计§2.1系统硬件电路构成系统整体框图§2.1.2系统整体电路图§2.1.3系统工作原理§2.2温度传感器的选择§2.2.1 DS18B20简介§2.2.2 DS18B20的性能特点§2.2.3 DS18B20的管脚排列§2.2.4 DS18B20的内部结构§2.2.5 DS18B20的控制方法§2.2.6 DS18B20的测温原理§2.2.7 DS18B20的时序§2.2.8 DS18B20使用中的注意事项§2.3单片机的选择§2.3.1单片机概述§2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能§2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图§2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明§2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计§2.4.1串行通信的分类§2.4.2串行通信的制式§2.4.3串行通信的总线接口标准§2.4.4 RS-485的硬件设计§2.5小结第3章系统软件的设计§3.1系统主程序§3.2系统部分子程序§3.2.1 DS18B20初始化子程序§3.2.2 DS18B20读子程序§3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序§3.2.5 DS18B20温度转换子程序§3.3 DS18B20的流程图第4章总结参考文献致谢附录第一章绪论1.1选题背景在人类的生活环境中,温湿度扮演着极其重要的角色。
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摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻,以及四位八段数码管等元器件,设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。
该系统运行可靠,成本低。
系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。
促进了农作物的生长,从而提高温室大棚的产量,带来很好的经济效益和社会效益。
关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测目录第1章绪论§1.1选题背景§1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计§2.1系统硬件电路构成系统整体框图§2.1.2系统整体电路图§2.1.3系统工作原理§2.2温度传感器的选择§2.2.1 DS18B20简介§2.2.2 DS18B20的性能特点§2.2.3 DS18B20的管脚排列§2.2.4 DS18B20的内部结构§2.2.5 DS18B20的控制方法§2.2.6 DS18B20的测温原理§2.2.7 DS18B20的时序§2.2.8 DS18B20使用中的注意事项§2.3单片机的选择§2.3.1单片机概述§2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能§2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图§2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明§2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计§2.4.1串行通信的分类§2.4.2串行通信的制式§2.4.3串行通信的总线接口标准§2.4.4 RS-485的硬件设计§2.5小结第3章系统软件的设计§3.1系统主程序§3.2系统部分子程序§3.2.1 DS18B20初始化子程序§3.2.2 DS18B20读子程序§3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序§3.2.5 DS18B20温度转换子程序§3.3 DS18B20的流程图第4章总结参考文献致谢附录第一章绪论1.1选题背景在人类的生活环境中,温湿度扮演着极其重要的角色。
无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度和湿度打着交道。
自18世纪工业革命以来,工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。
温湿度不但对于工业如此重要,在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。
我国人多地少,人均占有耕地面积更少。
因此,要改变这种局面,只靠增加耕地面积是不可能实现的,因此我们要另辟蹊径,想办法来提高单位亩产量。
温室大棚技术就是其中一个好的方法。
温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人工气象环境,来消除温度对生物生长的约束。
而且,温室大棚能克服环境对生物生长的限制,能使不同的农作物在不适合生长的季节产出,使季节对农作物的生长不再产生过度影响,部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。
由于温室大棚能带来可观的经济效益,所以温室大棚技术越来越普及,并且已成为农民增收的主要手段。
随着大棚技术的普及,温室大棚数量不断增多,温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。
传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计,通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度,然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较,看温湿度是否过高或过低,然后进行相应的通风或者洒水。
这些操作都是在人工情况下进行的,耗费了大量的人力物力。
现在,随着国家经济的快速发展,农业产业规模的不断提高,农产品在大棚中培育的品种越来越多,对于数量较多的大棚,传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。
温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。
今天,我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。
单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。
时下,家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。
采用单片机来对温湿度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件,尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。
因此,单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。
因此,本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。
1.2选题的现实意义随着单片机和传感技术的迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展,并且必将以其优异的性能价格比,逐步取代传统的温湿度控制措施.但是,目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。
这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆,才能把现场传感器的信号送到采集卡上,安装和拆卸繁杂,成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号,易受干扰和损耗,测量误差也比较大。
为了克服这些缺点,本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案闭,根据实用者提出的问题进行了改进,提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。
本文介绍的温湿度测控系统就是基于单总线技术及其器件组建的。
该系统能够对大棚内的温湿度进行采集,利用温湿度传感器将温室大棚内温湿度的变化,变换成数字量,其值由单片机处理,最后由单片机去控制液晶显示器,显示温室大棚内的实际温湿度,同时通过与预设量比较,对大棚内的温度进行自动调节,如果超过我们预先设定的湿度限制,湿度报警模块将进行报警。
这种设计方案实现了温湿度实时测量、显示和控制。
该系统抗干扰能力强,具有较高的测量精度,不需要任何固定网络的支持,安装简单方便,性价比高,可维护性好。
这种温湿度测控系统可应用于农业生产的温室大棚,实现对温度的实时控制,是一种比较智能、经济的方案,适于大力推广,以便促进农作物的生长,从而提高温室大棚的亩产量,以带来很好的经济效益和社会效益。
第二章系统硬件电路的设计2.1系统硬件构成及其测控原理2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图STC89C52复位模块晶振模块LCD1602显示模块温度调节模块湿度报警模块DHT11温湿度检测模块图2-1 系统整体框图2.1.2系统整体电路图图2-2 系统整体电路图2.1.3系统工作原理本系统由如图2-1、图2-2所示,DHT11温湿度传感器采集数据,STC89C52单片机进行数据处理,LCD1602显示模块显示温湿度。
由PWM控制温度调节模块进行温度调节,当温度小于18℃时,M4QA045电机停止运转,当温室大于28℃时,M4QA045电机全速运转,当温度处于18℃和28℃之间时,通过PWM控制M4QA045电机转速。
由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块,当湿度大于65%RH或者小于45%RH时,STC89C52单片机输出高电平,湿度报警模块报警,当湿度处于45%RH和65%RH之间时,STC89C52单片机输出低电平,湿度报警模块关闭。
2.2 显示模块的选择2.2.1DS18B20简介DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样等优点,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
2.2.2 DS18B20的性能特点2.2.2.1、适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电2.2.2.2、独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯2.2.2.3、DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温2.2.2.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内2.2.2.5、温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃2.2.2.6、可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温2.2.2.7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在7 50ms内把温度值转换为数字,速度更快2.2.2.8、测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送C RC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力2.2.2.9、负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
2.2.3 DS18B20的管脚排列2.2.3.1、DS18B20的外形及管脚排列如下图:DS18B20引脚定义:(1)DQ为数字信号输入/输出端;(2)GND为电源地;(3)VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)。
2.2.4 DS18B20的内部结构DS18B20内部结构图:2.2.5 DS18B20的控制方法2.2单片机的选择2.2.1单片机概述单片微型计算机简称单片机,又称微控制器,嵌入式微控制器等,属于第四代电子计算机。
它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上,从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点,因此,适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。
正是由于这一原因,国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。
“微控制器”更能反映单片机的本质,但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受,所以仍沿用“单片机”这一名称。
1、单片机的主要特点有:(1) 具有优异的性能价格比。
(2) 集成度高、体积小、可靠性高。
(3) 控制功能强。