一摘要：

   本設計為一閉環控制系統，由89C51單片機，A/D轉換電路，溫濕度檢測電路，控制系統組成。溫度檢測電路將檢測到的溫度轉換成電壓，該模擬電壓經ADC0809轉換后，進入89C51單片機，單片機通過比較輸入溫度與設定溫度來控制風扇或電爐驅動電路，當棚內溫度在設定范圍內時，單片機不對風扇或電爐發出動作。實現了對大棚里植物生長溫度及土壤和空氣濕度的檢測，監控，并能對超過正常溫度、濕度范圍的狀況進行實時處理，使大棚環境得到了良好的控制。

該設計還具有對溫度的實時顯示功能，及時了解相關信息。

關鍵詞：單片機 c51   溫度濕度檢測   數字溫度傳感器 SHT

二課題的意義和相關領域現狀：

設施農業是近十多年來隨著農業環境工程技術的突破，迅速發展起來的一種集約化程度很高的農業生產技術。由于設施農業是在人為可控環境保護設施下的農業生產，他擺脫了傳統農業生產條件下自然氣候、季節的制約，以超時令、反季節生產的設施園藝作物為主，不僅使單位面積產量及畜禽個體生產量大幅度增長，而且保證了農牧業產品，尤其是蔬菜、瓜果和肉、蛋、奶的全年均衡供應。

設施農業目前已由簡易塑料大棚、溫室發展到具有人工環境控制設施的自動化、機械化程度極高的現代化大型溫室和植物工廠。設施農業在具有高附加值、高效益、高科技含量的設施園藝領域發展迅速，其栽培對象主要為蔬菜、花卉和果樹。近年來，設施畜牧業養殖也在逐漸興起。

隨著設施園藝栽培技術的不斷提高和發展，新品種、新技術及農業技術人才的投入，提高了設施園藝的科技含量。現已培育出一批適于保護設施栽培的耐低溫、弱光、抗逆性強的設施專用品種。工廠化育苗、嫁接育苗、噴灌、滴灌、無土栽培技術、小型機械、生物技術和微電腦自控及管理的使用，提高了勞動生產率，使栽培作物的產量和質量得以提高。

隨著社會的進步和科學的發展，設施農業的發展將向著地域化、節能化、專業化發展，向著高科技、自動化、機械化、規模化、產業化的工廠型農業發展，為社會提供更加豐富的無污染、安全、優質的綠色健康食品。

溫室是以采光覆蓋材料作為全部或部分圍護結構材料，可在冬季或其它不適宜露地植物生長的季節供栽培植物的建筑。

當前有一定地域已經開始研究并示范性使用，包括相關產品專利，但是缺乏廣泛實際的應用。有待于從產品的性價比、穩定性等方面提高和改善。

（1）傳感器的選擇

方案一：采用PT100作為測溫電路的溫度傳感器。

PT100傳感器是利用鉑電阻的阻值隨溫度變化而變化、并呈一定函數關系的特性來進行測溫的，具有抗振動、穩定性好、準確度高、耐高壓等優點。但使用起來比較復雜。

方案二：采用SHT作為測溫電路的溫度傳感器。

該數字溫度是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標定的數字輸出。采用cmos技術，確保產品具有極高的可靠性和卓越的長期穩定性。它在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了較大的進步，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。

通過比較，SHT直接輸出數字溫度值，不需要校正，因此選擇方案二。

• 鍵盤的選擇
  

方案一：4x4鍵盤掃描采集

我們最常用的鍵盤掃描程序可以很方便的采集從4*4陣列式鍵盤輸入的數據，此類鍵盤是采用行列掃描方式，優點是當按鍵較多時可以降低占用單片機的I/O口數目，缺點是電路復雜且會加大編程難度。鍵盤輸入是有線遙控，使用不方便，不夠人性化。

方案二：獨立按鍵采集（采用）

采用獨立式按鍵電路，每個鍵單獨占有一根I/O接口線，每個I/O口的工作狀態互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。缺點是當按鍵較多時占用單片機的I/O數目較多，優點是電路設計簡單，且編程極其容易。

由于該系統采用了常規鐘表式的校對方式，用鍵較少，系統資源足夠用，故采用了方案二。

方案三：無線電遙控采集（擴展）

無線遙控又分為紅外遙控和無線電遙控。紅外傳播是直線傳播，受環境光線影響很大，容易被東西摭擋；使用無線電遙控可以降低外界環境的光源干擾，傳輸方便，甚至可以隔墻傳輸，使該操作更賦于人性化。

方案四：PC機遠程采集（擴展）

通過串行口與計算機通信，使計算機可以遠程控制實時監控信號燈的狀態，從而實現了遠程遙控。詳見擴展部分。

此方案為本系統已經實現的擴展功能。

在鍵盤的選擇上我們就沒有做固定的選擇，只是在實驗的時候采用了普通的按鍵鍵盤，但是如果相關設施發展到了一定的程度，pc機的遠程控制未嘗不是一個好的控制方法。

（3）顯示方案

顯示方案可采用數碼管顯示、液晶屏顯示實現。

方案一：數碼管顯示

數碼管通過設置可以完成制作任務，經濟耐用。

方案二：128×64液晶屏顯示（采用）

液晶特別是具有漢字顯示功能的液晶顯示器，來實現顯示功能，不僅可以實現基本的顯示信息，而且可以顯示豐富的符號指示信息以及文字指示信息，如CM/MM等，信息量豐富且直觀易懂。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長，不產生電磁輻射污染等優點。

由于本系統要求顯示信息多，故采用方案二。

方案三：PC機遠程顯示（擴展）

我們在計算機內的制作了操作界面，通過PC機與控制器的串行通信，可以將顯示信息同步顯示在遠程PC機屏幕上，完全代替液晶屏顯示，平常可以使用計算機來遠程控制系統。

此方案為本系統已經實現的擴展功能。

同鍵盤一樣我們只是將相關數據應用數碼管顯示出來，對pc控制有其實數據的串行通信進行了研究，考慮到現實情況應用不太廣泛，難以有大的生存空間，最終斃掉方案三，但是我們相信，未來的控制一定會向這個方面延伸和發展。

（四）單片機最小系統設計

（五）電源模塊的設計

（六）、電磁閥的驅動裝置的設計

電磁閥驅動電路由光電隔離器件TLP521-4和達林頓驅動電路組成。光電隔離器件把TTL電平的來自8051單片機的I/O管腳的控制信號轉換成電平為24V左右的控制信號，再經過達林頓驅動后控制電磁閥的閉合和斷開，為了吸收電磁閥閉合時的反向尖峰電流，電路中還使用了兩個二極管。

電磁閥的驅動裝置的原理圖如圖（9）所示：

圖（9）

（七）由于對于傳感器的調試花費了我們很大一部分的財力和物力，所以我們沒有再將pcb電路板印制出來但是我們已經做好了相關工作，只要條件允許就可以應用。

五軟件設計：

六相關圖片數據：

沒人附上一張！！

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