基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于STM32的温室大棚智能控制系统设计
基于STM32的温室大棚智能控制系统设计为了有效增强我国温室大棚的智能化管理效果，文章介绍了温室智能化调控系统的国内外研究和发展现状，并提出一款基于STM32F103系列芯片的温室环境智能调控系统，主要收集室内的温湿度与光照强度信息进行分析，通过LCD 显示器进行数据图标呈现，并增加无线信息传输组件，有效地创建温室的智能化环境调控系统。
温室环境的智能化控制研究是现代化温室大棚的一个研究重点。
提升智能化温室大棚中植物的栽培效率与质量是较为重要的研究内容，通过对植物生长周期进行分析，科学检测温室条件并进行高效的规划。
现阶段，国内科学领域已经研发出了多种可以改善作物生长效率，提高生产质量的智能设备，并被广泛的应用在温室大棚里，然而这些设备基本不具备智能调节能力，无法获取大棚内的具体情况，同样也无法实现远程调节的效果，仅可以实现一些初步的功能目的。
一、温室大棚智能化控制的国内外研究和发展现状在国外很多发达国家特别是在欧美，十分重视温室栽培方面的研究，例如，美国等发达国家已经通过一些监管设备对大棚内的环境信息进行监控，并结合预期设定数值进行调节，达到农业生产的智能化效果。
而这种智能化植物栽培技术仅是对室内的单一因素进行调控，也就是仅实现对大棚内的温度、湿度、光照、气体条件进行管理。
随着科学技术的不断发展，温室大棚栽培技术也得到了全新的改变，在美国，科学家们研制了一款能够结合气候管理、农作物灌溉与施肥能力为一体的智能化温室大棚管控系统，这系统能够有效地结合各类农作物的管理内容，利用传感器所接收的信号对系统的各项功能进行管理，实现最优质这一高效的方式对温室内农作物的生长进行管理。
以色列通过计算机设备对温度环境进行管理，并建立科学的温室构造，配备优质的环境调节、天窗以及幕帘等，对温湿度、光照效果、气体环境进行有效控制。
并且将中的控制器与管理室内的中央电脑进行远程连接，提高温室管理的便捷性，更精准的对灌溉施肥系统进行控制，提升对于肥料与水资源的利用效果。
基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计
学科分类号：___________湖南人文科技学院本科生毕业设计题目：基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计学生姓名：胡佳欣学号12417113系部：信息学院专业年级：2012级电子信息科学与技术指导教师：张吉左职称：工程师湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：（手写）二○年月日（手写）目录第一章绪论 (1)1.1 课题背景及目的 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 设计主要研究内容 (2)第二章系统总体设计 (3)2.1 功能设计 (3)2.2 系统组成及工作原理 (3)2.3 单片机 (4)2.3.1 AT89C51单片机功能 (5)2.3.2 AT89C51单片机引脚及构成 (5)2.4 温湿度传感器 (7)2.4.1 SHT10温湿度传感器 (8)2.4.2 SHT10传感器引脚及参数 (8)2.5 LCD1602 (10)2.5.1 LCD1602主要技术参数 (11)2.5.2 LCD1602引脚电路图 (11)2.6 警报系统 (12)第三章系统软件设计 (13)3.1 初始化与数据采集模块 (14)3.2 数据判断模块 (15)3.3 LCD1602显示模块 (15)3.4 警报模块 (17)第四章仿真与调试 (18)第五章结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (27)基于单片机的智能温室大棚监控系统的设计摘要:在科学技术的推动下，智能温室大棚应运而生，它能让农作物拥有更好的生长环境。
将单片机运用到对大棚内温度、湿度的采集与监控，提出了基于单片机的智能温室监控系统的设计方案。
基于单片机AT89C51下蔬菜大棚温湿度测控系统毕业设计
蔬菜大棚温湿度测控系统设计摘要温室大棚是设施农业的重要组成部分，大棚测控系统是实现大棚自动化、科学化的基本保证。
通过对监测数据的分析，结合作物生长规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
计算机应用技术的发展，也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域，其中在大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。
对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度和湿度等控制。
本设计是一个专门为温室大棚温湿度测量控制而设计的系统。
通过对系统的硬件部分和软件部分设计来达到监控要求。
硬件部分实现了对温湿度传感器模块、显示模块、控制模块的设计；软件部分主要根据系统的设计思想设计出了主程序和子程序流程图，并通过程序实现。
在系统设计过程中充分考虑到性价比，选用价格低、性能稳定的元器件。
通过实践证明，系统具有性能好、操作方便等优点，能实现对温湿度等的显示、调节和控制。
系统在其它领域还具有一定的推广价值。
关键词：大棚，温度，湿度，传感器The Design of Greenhouse Temperature andHumidity Control SystemABSTRACTGreenhouse is an important component of protected agriculture. Measuring and controlling systen is the basis of the management automation in the greenhouse. With the growth rules analyzing measurement data and controlling circumstance condition. It makes greenhouse better, and more productive and high quality. With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, the plastic temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. For vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. The thesis is about an intelligent system designed for controlling the temperature and humidity of a greenhouse. It can meet the demand of monitoring through the design of hardware and that of software in details. The former is more important in this dissertation, including the introduction of sensor of measuring temperature and humidity, demonstrating mode of data, the mode of control and the connecting part of the changing column. And according to the design thoughts the latter shows the flow chart of the main program and the subprogram, realized by program. This thesis choose the decices as full consideration of the ration between prformance and cost as possible. The system adopts quite a new integrated circuit, which makes it function better and run more conveniently when put into practice. Furthermore, not only can it achieve the goals of manifesting and regulating the temperature, but also it can be controlled. And it has much of value to apply and popularize in other fields.KEY WORDS:Vegetable, Temperature, Humidity, Sensor目录前言 (1)第1章设计方案论证 (2)1.1 设计要求及框图 (2)1.2 元器件的选择 (2)1.2.1 单片机的选择 (2)1.2.2 温度传感器的选择 (3)1.2.3 湿度传感器的选择 (3)1.2.4 显示模块的选择 (4)1.2.5 系统设计方案的确定 (4)第2章系统的硬件设计 (6)2.1 系统硬件的简述 (6)2.2 单片机模块的设计 (6)2.2.1 单片机的功能特性描述 (6)2.2.2 单片机的最小系统 (8)2.3 温湿度采集系统的设计 (9)2.3.1 温湿度传感器的概述 (9)2.3.2 传感器的接口说明 (9)2.3.3 硬件连接 (10)2.4 显示模块的设计 (10)2.4.1 LCD12864的概述 (10)2.4.2 LCD12864引脚说明 (12)2.4.3 LCD12864的主要技术参数 (13)2.5 报警电路的设计 (14)2.6 功能键的设计 (15)2.7 控制电路的设计 (15)第3章软件系统设计 (17)3.1 软件设计的整体思想 (17)3.2 程序流程图设计 (17)3.3 DHT90软件系统设计 (18)3.3.1 DHT90测量流程图 (18)3.3.2 传感器的电气特性 (20)3.3.3 启动传感器指令 (20)3.3.4 发送命令 (21)3.3.5 测量时序 (21)3.3.6通讯复位时序 (21)3.4 DHT90的温湿度补偿及转换 (22)3.4.1 相对湿度 (22)3.4.2 温度转换 (22)3.5 LCD12864软件系统设计 (23)3.5.1 LCD12864显示流程图 (23)3.5.2 写数据到模块 (24)3.5.3 从模块读出数据 (25)3.6 按键软件系统设计 (26)第4章调试 (28)4.1 软件调试 (28)4.2 硬件调试 (28)4.3 液晶模块调试 (29)4.4 报警电路调试 (29)结论 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)附录 (33)外文资料翻译 (46)前言改革开放以来，我国经济的迅速增长，使得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。
基于51单片机的大棚温湿度检测系统的设计与实现
基于51单片机的大棚温湿度监测系统的设计与实现摘要：随着经济的快速发展,我国的农业产业结构发生了很大的变化，其中较为突出的是温室大棚种植业。
鉴于大棚种植业在不同的季节都有较大的产量,所以越来越多的农民采用温室大棚种植蔬菜。
温度、湿度和光照度的控制是温室大棚得到高产量的关键要素。
若要测量温湿度和光照度，对于大量的大棚而言,仅靠温度测量计来实现，需要更多的人力和物力。
随着农业的产业范围不断发展与扩大，采用这种传统测量大棚温湿度的方法,具有很大的局限性和不足之处.如今,自动监测棚内温湿度的装置被越来越多的用户采用。
本文设计了基于STC89C52RC单片机的温室大棚温湿度监测系统，主要包括电路设计和软件设计等.该系统以单片机为核心通过数字温湿度传感器DTH11和光照传感器BH1750对大棚的温湿度和光照度进行数据采集。
传感器将采集的数据传输给单片机，单片机根据收到的数据做出相应的分析和处理，其结果显示在LCD1602液晶显示屏上。
如果超出预先设定的温湿度和光照度限制范围，单片机控制开启指示灯，同时控制对应的继电器驱动打开设备工作，使大棚温湿度值达到适宜的范围值。
关键字：STC89C52RC单片机；数字温湿度传感器DTH11;光照传感器BH1750 FVI；LCD1602液晶显示屏Design and implementation of the greenhouse temperature and humidity detection system based on 51 single chip microcomputer Abstract：With the development of economy, great changes have taken place in the agricultural industry in our country，one of the more prominent changes is the greenhouse planting. In different seasons，the greenhouse planting has a great production， more and more farmers use greenhouses to grow vegetables。
基于STM32的智能农业大棚系统设计
2021年2月Feb.2021第45卷第1期Vol.45,No.1热带农业工程TROPICAL AGRICULTURAL ENCINEERING基于STM32的智能农业大棚系统设计①张明月②贺福强③李思佳何昊（贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025）摘要随着物联网技术的飞速发展，智能农业基地温室大棚成为了新的研究热点。
通过分析当地农业大棚的现状及存在的问题，解决农业大棚存在的监测数据准确率低、包容性差、人工任务繁重复杂等问题，提出在将智能传感器、单片机、ZigBee 组网等应用到农作物种植上，选用STM32单片机控制板作为采集终端，外加各类传感器实时采集农作物环境信息，通过ZigBee 组网将环境以及农作物参数实时传递。
结合科学种植经验方法，通过远程控制操作，设置适宜农作物生长的环境参数，实现对农作物各类数据的高效识别、管理，以适应时代的发展，提高农业生产效率。
关键词STM32；ZigBee ；远程控制；Android中图分类号TP273；S625Intelligent Agricultural Greenhouse System Based on STM32ZHANG MingyueHE FuqiangLI SijiaHE Hao(School of Mechanical Engineering,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025)Abstract In recent years,with the rapid development of Internet of things technology,the greenhouse of in ‐telligent agricultural base has become a new research hotspot.By analyzing the current situation and exist ‐ing problems of local agricultural greenhouse in order to solve the problems of low accuracy of monitoring data,poor tolerance and heavy and complex manual tasks.The intelligent sensor,single chip microcomputer and ZigBee network are applied to crop planting in the environment of agricultural base.STM32single chip microcomputer control board is selected as the acquisition terminal,and various sensors are added to collect real-time crop environmental information.Through ZigBee network,the environment and crop parameters are transmitted in real bined with scientific planting experiences and methods,the environmental parameters suitable for crop growth can be realized through remote control operation,and the efficient iden ‐tification and management of all kinds of crop data can be realized so as to adapt to the development of the times and improve the efficiency of agricultural production.Keywords STM32;ZigBee ;remote control ;Android随着社会的飞速发展，人民生活水平的不断提升，人们对蔬菜质量要求也越来越高。
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
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。
基于单片机的温室大棚环境参数监控系统答辩.ppt
2、系统的工作原理流程图
温湿度 控制系统
51 单片机
系统 初始化
温湿度 检测
判断
符合
不符合
报警
不报警
51 单片机
LCD 液晶显示
终止
LCD 液晶显示
2、总体电路
三、硬件系统选择
1、单片机的选择
根据总体功能和性价比及其运行速度等因素的考虑，选用MCS-51系列的 AT89C51为主机，满足上面的要求而且设计方便，不需要再存储扩展。最 重要的是AT89C51单片机易于学习、掌握。使用AT89C51型单片机设计温 湿度检测控制系统，可以及时、精确的反映室内的温度以及湿度的变化。
2、传感器的选择
AM2301数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感 器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高 的可靠性与卓越的长期稳定性。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可 达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择
3、液晶显示装置的设计选择 1602液晶也叫1602字符型液晶 它是一种专门用来显示
字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 。他可以显示两行 数字ຫໍສະໝຸດ 但不能显示图形。• • •
4、软件系统设计
1、系统软件总体流程图
开始
初始化 温湿度检测
单片机处理
LCD显示
判 是断 结束
否 报警
结论
本次设计基本实现了前期设定的要求，系统能够随时对温 室大棚内的温湿度进行采集和显示，以及超越正常温湿度参数 范围内的及时报警。总体来说相对比较成功，只是在后期的调 试中遇到了一点小麻烦，但就是这一点使整个系统不能正常运 行，得不出想要的结果，更拖累了设计的进程。千里之堤毁于 蚁穴，因此在设计中每一步骤每一过程都应做到百分之百的正 确，只有这样最终的成果才能成功体现。
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基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
1. 系统结构设计
智能温室大棚系统包括传感器模块、执行器模块、控制模块和通信模块。
传感器模块
用于监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环境参数，执行器模块用于控制温室大棚内的
通风设备、浇水设备等，控制模块用于处理传感器采集的数据并控制执行器的操作，通信
模块用于与外部设备进行数据交换和远程监控。
2. 传感器模块设计
传感器模块包括温湿度传感器、光照传感器和土壤湿度传感器。
温湿度传感器用于监
测温室大棚内的温度和湿度，光照传感器用于监测温室大棚内的光照强度，土壤湿度传感
器用于监测植物根系所在土壤的湿度。
传感器模块通过模拟信号将环境参数转化成电信号，并通过单片机进行采集和处理。
执行器模块包括风机、温室大棚内灯光和浇水设备。
风机用于调节温室大棚内的通风
情况，灯光用于补充光照或延长光照时间，浇水设备用于定时浇水。
执行器模块通过单片
机控制开关来实现对设备的控制。
控制模块采用单片机作为核心控制器，通过采集传感器模块的数据，根据预设的控制
策略进行控制执行器模块的操作。
在实现控制逻辑时，需要考虑温室大棚内环境参数之间
的相互影响和植物生长的需求，以达到最优的控制效果。
通信模块采用无线通信模块，实现智能温室大棚系统与外部设备的数据交换和远程监控。
通过无线通信模块，可以将温室大棚内的环境参数数据传输至远程监控设备或云平台，实现远程监控和管理。
6. 系统实现
本系统的实现基于低成本的单片机STM32F103C8T6，它具有丰富的外设资源和强大的
性能，适合用于智能物联网设备的开发。
在系统实现时，需要编写单片机的控制程序，并
通过外设模块和传感器模块进行连接和测试，最终实现一个稳定可靠的智能温室大棚系
统。
7. 实验效果
实验结果表明，智能温室大棚系统能够实时监测温室大棚内的温度、湿度、光照等环
境参数，并根据预设的控制策略进行自动控制，保持温室大棚内环境的稳定性和适宜性。
系统具有较好的稳定性和可靠性，能够满足实际生产的需要。
总结：本文基于单片机技术，设计实现了一种智能温室大棚系统，能够实现温室大棚的自动化控制和监测功能，具有一定的应用价值和推广前景。
未来，可以进一步优化系统的功能和性能，提高系统的智能化程度和稳定性，满足不同农作物的生长需求，推动智能农业设施的发展和应用。