温室中光照度的实时检测及自动控制系统

1、2015届毕业生毕业论文题 目: 温室中光照度的实时检测及自动控制系统 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气F1101 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲师 年 月 日III摘 要温室大棚技术是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术，在现代农业生产中已得到广泛的应用，对现代农业生产具有重要的作用。它突破了传统农业种植受地域、季节、气候、自然环境等因素的限制，为农作物提供了适宜的生长环境。而光照作为植物生长的三大要素之一，是农作物制造养分的必要条件，也是形成温室小气候的主导因素。因此，使用光照度计对温室大棚里的光照度进行测量是十分重要的。针对这一问题，本论文采用P

2、WM调光技术，完成了温室中光照度的实时检测及控制系统的硬件电路和软件程序的设计，并用Proteus软件进行了模拟仿真，并做出了实物模型。通过对本设计系统进行检测，测试结果表明，该系统运行稳定，测量精度高，不仅实现了温室大棚中光照度的测量的需求，还能对温室内光照进行有效的监控。关键词：温室 光照度检测 光照度控制 STC89C52 PWMTitle The illuminance of the real-time detection and automatic Control system in greenhouse AbstractGreenhouses technology is a kin

3、d of resource saving efficient facilities agriculture technology developed gradually in recent years, which has been widely used in modern agricultural production and plays an important role in modern agricultural production. It breaks through the limit of traditional farming in region, season, clim

4、ate, natural environment and so on, and provides the appropriate growth environment for crops. Lighting as one of three main factors for plant growth, is the necessary condition for crops to produce food, and is the dominant factor of formation of greenhouse microclimate. Therefore, the use of light

5、 meter to measure the light in the greenhouses is very important. In order to solve this problem，this paper completed the design of the hardware circuit and software program about the light real-time detection and control system in greenhouse by adopting the PWM dimming technology, had run the simul

6、ation with Proteus, and made a physical model. By testing this system, the test results show that the system runs stably and high measuring accuracy. It not only has realized the requirements of measuring light in greenhouses, but also can process the effective monitoring of light inside the greenho

7、use.Keywords greenhouse；illuminance detection；illuminance control；STC89C52；PWM目 录摘 要I1 绪论11.1 课题研究的背景及意义11.2 国外研究现状21.3 国内研究现状21.4 本设计主要内容32 方案分析52.1 光照传感器的方案分析52.2 调光方式的方案分析53 硬件设计73.1 硬件选型及电路设计73.2 版图设计124 软件设计134.1 软件流程图134.2 程序调试134.3 仿真分析15结论18致谢19参考文献20附录：程序代码221 绪论1.1 课题研究的背景及意义农业是国家重要的支柱产业之一

8、，我国作为世界第一农业大国，农业生产在我国经济建设和社会发展中占有举足轻重的地位。良好的气候与生态环境条件是农业发展的重要保障，而我国幅员辽阔，气候和生态环境条件相对恶劣，制约了农业的发展。温室技术的出现为农作物的生长提供了适宜的生长环境，提高了农作物的产量，促进了农业的高效持续发展。温室是一种可以为植物的生长创造最佳条件的场所，它可以改变植物的生长环境，使植物免受外界恶劣气候的干扰。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜农作物生长的季节栽培作物。建造温室的目的就是为了创造出一个人工气象环境。在这个环境中，我们可以模拟出适于作物生长的气候条件，消除那些对作物生长不利的影响

9、。没有了外界气候的制约，作物便能快速生长，这样就能缩短生长周期，提高产量，以此来获得可观的经济效益。温室技术是利用温度、湿度、光照度、CO2等传感器来获取各项环境信息，并通过微控制器对数据进行分析、处理，同时根据作物生长的规律和特点，对温室的温度管理系统、光照管理系统等设施实施控制，来改善作物生长的环境条件，创造出适合其生长的环境条件，从而达到提高产量和质量，进行大规模生产的目的。相比于国内，国外的温室生产要早很多，在作物产量、生产技术和管理水平上都比国内要高很多。但国外的温室构架和控制管理，适应当地的地理环境，不能完全适应我国的情况。我国地域广阔，南北气候差异大，导致各地温室构架和控制也不一

10、致。由于起步较晚，发展时间短的原因，我国温室技术的现代化管理水平不高，而且在温室环境监测和控制技术方面也急需改进。如何将先进的测控技术和温室环境因子测控有机结合起来，是温室研究的一个重要方面。本课题就是在这样的大背景下提出来的。光照是农作物生长发育的关键条件之一，也是温室环境因子中的一个重要因素，直接影响农作物的产量和品质。对温室作物来讲，光照主要有两个方面的作用：一是利用光合作用为作物提供能量，二是为温室的微型气候环境来提供能量。但是如果光照过强，会促进水分的蒸发，严重的话将会灼伤叶面，而光照过弱的话，将不利于植物的光合作用，不能使作物有效的生长。因而，对光照进行实时的检测和监控就变得非常的

11、重要。近几年，随着我国从传统农业向高产、高效、优质的现代化农业不断迈进，对温室大棚中光照度的检测要求也越来越高，其应用领域也在不断扩大。但是，目前绝大多数用于温室大棚的光照检测仪器十分简易，在使用时却需要操作人员根据具体的光照情况手动操作。这不仅给检测带来了很多不便，而且不能很好地适应现代化、数字化测量控制系统对传感器的需求。因此，将研究新型自动化光照检测及控制技术作为现代温室研究项目的核心之一，运用于现代农业生产之中，具有其独特的学术和实用意义。1.2 国外研究现状国外对温室大棚光照测控技术研究较早，始于20世纪50年代。最早出现的是使用模拟式的组合仪表在现场进行环境信息的采集，然后进行指示

12、、记录和控制。到了80年代末，分布式控制系统开始出现。现如今，利用计算机进行多线路多因子综合采集和控制的系统也在进行开发和研制。如今，温室测控技术在世界各国都在快速发展，并且一些国家已经实现自动化，并朝着全自动化的方向迈进。以园艺著称的荷兰，依靠先进的鲜花生产技术闻名于世，安放在玻璃温室中的测控系统全部交由计算机操作。由英国伦敦大学农学院研制出的温室计算机遥控技术，可检测50km以外的温室大棚内的温度、湿度、光照度和二氧化碳等环境状况，并进行遥控。采用差温管理技术的美国，对果蔬、花卉等作物的开花和成熟期进行控制，从而来满足市场的需求。韩国在温室内设置了光照控制等自动化装置，希望以此来扩大生产规

13、模并降低生产成本，但由于部分自动化装置依然需要工作人员根据经验进行手动控制，因而没能充分地发挥出它们的作用。目前，走在现代温室高产农业发展前列的是以色列，其先进的一体化智能光照控制温室、配套的监控系统软件平台以及相关设备均处在世界先进水平，这在极大程度上弥补了他们在农业资源、气候环境方面的先天不足。1.3 国内研究现状早在2000多年前，我国就已经开始用恰当的保护措施（温室的雏形）来栽培作物，可以说我国是温室栽培起源最早的国家。但至20世纪60年代，我国的温室生产一直徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态。1979年至1994年，我国引入了一系列国外现代化温室系统来进行实验研究，如灌溉系统、

14、加温系统、监测与集中控制系统等，揭开了国内现代化温室的生产、研究和普及的帷幕。但是由于在引入时仅仅注重了温室设备的引进，却忽略了温室的栽培技术和管理技术。并且引入的温室能耗过高，最终导致了企业的亏损和停产。到了90年代初，我国大型温室跌入谷底。“九五”期间，北京中以示范农场建立，它采用进口自以色列的温室技术，这有力地推动了我国现代化温室的快速发展。到了90年代后期，研究了国外温室设备的配置和温室栽培技术后，我国开始自主研发一些温室环境控制系统。1995年，“WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”由北京农业大学成功研制出。此系统属于小型分布式数据采集控制系统，包含了温湿度、光照、灌溉等子系

15、统。1996年，江苏理工大学研制出了基于工控机的温室自动控制系统。该系统可以利用传感器来对温室中的温度、湿度、光照度、和二氧化碳等进行测量，并分别进行控制，是一个多变量输入输出系统。2009年河北农业大学阎昭、刘淑霞等设计了适用于温室大棚的一种基于 USB 接口的光照度记录仪，发表了相关论文并申请了专利。在该系统中，USB接口芯片与单片机相连，通过USB接口实现单片机与PC机之间的数据通讯。该光照度记录仪不但能够实时测量温室内光照度，而且能够插入U盘记录数据实现与PC机之间的数据通信。此外还有很多高等院校和科研院都在进行温室测控系统的相关研究。这些都预示着温室测控技术在我国的强劲发展势头。自上

16、世纪70年代以来，我国加强了对温室中光照、温度、湿度等环境因子的测控技术进行了研究，提高了研究水平，取得了一定的成就。由于温室是一个非线性、多变量的动态系统，为了给作物提供适宜的环境，这就需要更高的温室环境检测和控制技术。国内农业现代化水平较低，温室的一次性投资大，可使用的相关技术较少，以及对操作人员的技术要求比较高等因素，限制了温室测控技术在我国现代化农业中的发展。1.4 本设计主要内容本设计以温室中光照度的实时检测及控制为研究方向，分析了数据采集方式和调光方式的各项方案，最终确定了合适的方案，设计了一套以STC89C52单片机为基础的控制电路，用光敏电阻进行光照度信息的采集，通过A/D转换

17、器进行数模转换，将数字信号传递给单片机，经由单片机处理后，使用数码管进行实时显示，并根据采集的光照度数据，采用PWM技术进行调光来控制灯的亮度，从而实现自动调光。此外，可利用按键进行手动设置光照度参考值来实现目标光照度。本文主要内容如下：第1章主要介绍温室中光照度检测及控制技术的研究背景，其在国内外的发展状况等，为本设计的实现提供了理论依据。第2章主要介绍了光照度传感器的选择及调光方案的选择，分析了各种方案的优缺点，并最终确定了本设计所采用的方案。第3章主要介绍了本设计中系统的硬件电路设计，从元件选型到原理图的绘制，完成了本系统的硬件电路图。第4章主要介绍了程序的编写编译和系统仿真，并对仿真结

18、果进行了详细分析。2 方案分析2.1 光照传感器的方案分析本系统要利用光照度传感器来进行光照度信号的采集，只有在此信号的基础上才能进行后续的进一步处理，因此有必要对光照度传感器的选择进行讨论。方案一：光敏电阻器光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成。当特定波长的光照射到其表面时，晶体内载流子增加，电导率增加。光敏电阻器即是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强时，电阻减小，入射光弱时，电阻增大。光敏电阻器的优点在于：其内部的光电效应和电极无关，可以使用直流电源。光敏电阻器一般用于测光、光控和光电转换。光敏电阻器广泛应用于自动照明灯控制电路、LED亮度自动调节

19、电路及各种测量仪器中。方案二：光敏二极管光敏二极管利用了半导体的光生伏特效应原理，将光能转换为电能。光敏二极管的种类很多，不同种类的光敏二极管，其特性也不尽相同。光敏二极管的优点是线性好，响应速度快，对宽范围波长的光具有较高的灵敏度，噪声低；缺点是单独使用输出电流（或电压）很小，需要加放大电路。适用于通讯及光电控制等电路。方案三：光敏晶体管光敏晶体管的优点是测光范围最广、响应特性良好、利用价值高。其缺点是输出电压较小，几乎不单个使用，一般要与放大器组合使用。综上所述，在满足需求的情况下，方案一中的光敏电阻器将是合理的选择。故本设计中采用光敏电阻器作为光照度传感器。2.2 调光方式的方案分析对于

20、调光方案来说，目前流行的有模拟调光、可控硅（TRAIC）调光和脉冲宽度调制（PWM）调光三种方案。每种调光方案都有不同的应用场合及优缺点，那么选择一种合理的、高效的调光方式进行环境调光对于该系统来说是非常重要的。下面将对这三种调光方案进行展开讨论：方案一：模拟调光模拟调光是通过改变流过灯的电流大小，从而改变灯的发光亮度。通常有两种方法实现模拟调光：一种是通过改变与灯串联的限流电阻 Rs 的大小，来达到改变电流的目的；还有一种方法是利用控制芯片自带的模拟调光引脚。通过改变引脚上的电压值，来改变输出电流的大小，从而来调节灯的亮度。模拟调光的缺点是驱动器的转换效率会随着输出电流的减小而降低，这将会导

21、致整个系统功耗的增大。并且采用模拟调光时，色温与电流有着一定的函数关系，会随着电流的改变而改变。如果需要使灯的颜色不产生偏差的话，就不能采用模拟调光方式。方案二：可控硅调光按照目前业界的设计标准，三端双向可控硅（TRIAC）调光器连接的都是电阻负载，如果利用传统三端双向可控硅调光器控制灯的亮度，调控效果将无法达到最佳状态。而采用可控硅调光会主要产生问题有：灯会产生100Hz/120Hz的闪烁，无法达到0-100%调光，如果要去除闪烁需加额外的虚拟负载电路，这将使驱动器整体效率降低。方案三：PWM调光PWM调光是基于人眼对于亮度闪烁不够敏感的特性，使灯时亮时暗。如果亮暗的频率超过100Hz，则人

22、眼看到的是平均亮度，而不再是灯的闪烁。PWM调光通过调整负载亮暗的时间比例来调整亮度，即通过改变PWM信号的占空比来实现调光。PWM调光原理是通过控制灯的工作与不工作，从而控制流过灯的电流，使电流在设定的最大直流电流Imax与零电流之间工作。当PWM信号的占空比为D时，流过灯的平均电流为：Iled=DImax。由此可知，当Imax一定时，流过灯的平均电流与PWM信号的占空比D成正比。同时，灯的亮度与流过灯的电流成比例，因此，调节PWM信号的占空比，即可调节灯的亮度。从以上分析可以看出，最好的调光方案应该是PWM调光。选择PWM调光的主要依据如下：（1）PWM调光的调光范围能够从零到最大亮度，并

23、且不会出现闪烁现象；（2）PWM调光效率更高；（3）在整个调光范围内，LED 的颜色能够保持一致。3 硬件设计3.1 硬件选型及电路设计本设计采用光敏电阻来采集光照度信号，采集到的信号经A/D转换电路后送到STC89C52单片机中进行处理。经过处理后的信号会送给数码管显示出来，此即为当前光照度信息。另外单片机会将该光照度信息与系统设定值进行比较，根据比较结果来控制LED灯进行补光或减光操作。硬件电路框图如图3.1所示。图3.1 系统硬件电路框图3.1.1 单片机本设计采用STC89C52单片机作为主控芯片。它拥有8K可编程Flash存储器，512Byte的RAM，4组8位的I/O接口和三个定时

24、器，完全满足本设计的需求。并且功耗低、价格便宜也是其作为产品的一大优势。P0口是八位双向I/O口，可被作为低8位地址/数据复用端口。P1口是八位双向I/O口，主要作为通用I/O使用。P2口是八位双向I/O口，可被作为高8位地址端口来访问外部数据存储器。P3口是八位双向I/O口，除了作为通用I/O口使用外，主要是使用其第二功能。图3.2是该单片机硬件原理图。图3.2 单片机硬件原理图3.1.2 晶振电路晶振对系统的运行时不可或缺的，由它来提供时钟信号来使单片机正常工作。由于石英晶振具有非常好的频率稳定性和抗干扰能力，所以常用其来产生基准频率。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。同时，它还可以

25、产生振荡电流，向单片机发出时钟信号。如图3.3是单片机的晶振电路。片内电路与片外器件构成一个时钟产生电路，片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率，常在1.2MHz24MHz之间选取。C1、C2是反馈电容，其值在20pF100pF之间选取，典型值为30pF。本电路选用的电容为30pF，晶振频率为12MHz。图3.3 晶振电路硬件原理图3.1.3 复位电路复位电路的主要功能是使单片机进行初始化。在复位引脚加上大于2个机器周期的高电平即可对单片机进行复位。复位按键按下后，需要经一定的延时后才能撤销复位信号。因此，为了防止在按键过程中产生抖动而影响复位，利用RC复位电路即可解决此问题。原理图如图3.4所

26、示。图3.4 复位电路硬件原理图3.1.4 光照度传感器电路光照度传感器电路的功能是对外界的光照度进行感知，采集到当前环境中光照度值。该值为模拟量，可以经A/D转换电路处理成数字量后被单片机读取，单片机将以此作为下一步动作的依据。其本质是光照度传感器在接受不同光照度照射时，其电阻值会发生变化，外围电路可以把其电阻值的变化转变为电压信号，供后续电路来使用。如图3.5所示，在此原理图中，将用滑动变阻器代替光照度传感器。图3.5 光照传感器硬件原理图3.1.5 A/D转换电路A/D转换电路是采用A/D转换芯片将模拟信号转换为数字信号。由光照度传感器获得的信号为模拟量，而单片机是采用布尔变量进行工作的

27、，不能识别模拟量，因此，只能将模拟量转换为单片机能够识别的数字量，单片机才能处理，A/D转换电路正是起着这一关键作用。在本设计中采用ADC0809芯片作为A/D转换器。ADC0809是一个8位逐次逼近式模数转换器，其原理图如图3.6所示。图3.6 A/D转换电路硬件原理图3.1.6 按键电路按键电路是人机交互中的输入端，用户可以通过按键设定所需参数。在本设计中，共有四个按键，分别为复位、设置、加、减。复位键使得在按键被按下后单片机可以进行复位。设置键可以让用户对光照度预设值进行设置，正常模式下，数码管显示当前环境的实时光照度，按下设置键后，则进入到设置预设值状态，此时可以对预设值进行设置。加、

28、减键可以在设置预设值状态时增加或减少预设值的数值来设定参数。原理图如图3.7所示图3.7 按键电路硬件原理图3.1.7 显示电路显示电路是人机交互中的输出端，用户可以从这里获得所需参数。本设计采用的显示电路为四个8段LED数码管。LED数码管相比于LCD液晶屏来说，其显示效果更直观，并且受反光的影响较小，在较强光下LCD可能看不清显示内容，而在这种情况下LED数码管的显示效果则好得多。在本设计中，LED数码管负责显示经单片机处理后的环境实时光照度以及手动设置的预设值。原理图如图3.8所示图3.8 数码管硬件原理图3.1.8 调光电路调光电路是本系统中的被控部分。当单片机判断当前环境光照度低于预

29、设值时，增加调光电路中灯的亮度；当单片机判断当前环境光照度高于预设值时，减小调光电路中灯的亮度。在这里用LED来模拟实际的调光灯，采用三极管来驱动LED。原理图如图3.9所示。图3.9 调光电路硬件原理图3.2 版图设计本设计采用Altium Designer这款软件来进行硬件原理图的绘制。该软件内置大量元件模型，使用时只需找到所需元件即可进行调用。还可对元件各项参数进行更改，使其满足所需。根据上述的电路设计思路，用Altium designer绘制出了完整的电路图。总体硬件原理图如图3.10所示。图3.10 总体硬件原理图4 软件设计4.1 软件流程图系统软件流程图如图4.1所示。程序进入主

30、函数后，进行各项参数的初始化，其中会设定一个默认的光照度参考值，如果之后不用设置按键进行修改，则程序将会以此设定值进行比较。模数转换器将不停的采集光照传感器的数据，程序会将此采集的数据与设定值进行比较。如果该采集值大于系统设定的阈值，说明外界环境的光照强度过大，此时将直接关闭PWM输出，使灯熄灭。如果采集值在阈值以下，则将其与设定值进行比较，如果大于设定值，说明外界光照强度大于所需，这时PWM将减小占空比输出，使得灯的亮度变暗；如果小于设定值，说明外界光照强度小于所需，这时PWM将增大占空比输出，使得灯的亮度变亮。图4.1 系统软件流程图4.2 程序调试STC89C52单片机采用C语言作为编程

31、语言，方便编写。我使用Keil软件来对程序进行编写和编译。Keil里面针对C语言具有对不同部分和关键词用不同颜色来区分的功能，因此在视觉方面对代码的编写很方便。并且代码编写完成后，可以直接进行编译，生成hex文件来下载到单片机中。如图4.2，打开Keil程序后，需要新建工程，之后要选择所使用的单片机型号。这里我们直接选择STC89C52即可，确定后就新建了一个工程了。在左侧的工程里添加C语言文件，并保存，之后就可以在这个文件中编写源程序了。图4.2 Keil新建工程时选择单片机型号程序编写完成后，先及时保存，防止丢失。点击编译按钮，Keil将对源程序进行编译，并会在下边显示出编译结果。如果程序

32、有错误，下面就会显示出错误类型和位置，双击报错的那一行即可定位到源程序出现错误的位置。对源程序进行修改后，再次编译，直至编译后不再报错为止。当源程序没有问题后，点击目标工具选项按钮，找到输出选项卡，把“生成HEX文件”的前面勾上，确定后再次进行编译，则在工程文件夹里就生成了一个以hex为后缀名的文件。单片机不能识别C语言程序本身，只能通过编译器编译成hex文件，把hex文件载入单片机才能使单片机正常运行。如图4.3，程序编译完成后显示错误数为0。图4.3 编译程序4.3 仿真分析确定了方案、画出了电路图、写出了程序之后，就需要来验证本设计方案是否可行。因此，我用Proteus软件来进行仿真。P

33、roteus软件是一个专业的电路设计仿真软件。利用此软件可以搭建电路系统，丰富的元件库足够满足本设计所需，使用时只需要选定需要的元件，在绘图区域点击鼠标，元件便能出现在绘图区域。在该软件中，我们不仅可以对元件进行参数的调整，还可以更改其文字标识，方便我们识别。如图4.4所示，根据硬件原理图，搭建出本系统的电路仿真图。其中光敏电阻用滑动变阻器代替。由于Proteus元件库里没有STC89C52芯片，在此选用和其功能一样的另一公司生产的同类型单片机AT89C52，这并不会对仿真的结果造成任何影响。为了更直观地显示调光结果，在输出端接上示波器，这样就可以在仿真的时候能够简单明了地看到，当输入改变时，

34、输出的PWM的波形也会随之相应改变。图4.4 系统仿真图要想使系统能够正常运行，程序是必不可少的。双击单片机芯片，弹出对话框，在“Program File”这一项里打开文件浏览，选择之前生成的hex文件，点击确定，这样就把程序载入到了单片机中。如图4.5所示。图4.5 Proteus中向单片机载入程序成功载入程序文件后，点击界面左下角的开始按钮，即可开始进行仿真。开始仿真后，数码管会显示A/D转换器采集到的数据。右键单击示波器元件，选择“Digital Oscilloscope”，即可打开示波器监视界面。根据设计方案来分析，当数码管显示的数字较小的时候，代表着外界光照强度较小，这时就需要提高灯

35、的亮度来进行补偿，因此PWM的输出波形的占空比就会比较大，即高电平图像比较宽，低电平图像比较窄；当数码管显示的数字较大的时候，代表着外界光照强度较大，这时就需要降低灯的亮度来进行削减，因此PWM的输出波形的占空比就会比较小，即高电平图像比较窄，低电平图像比较宽；当数码管显示数值直接大于阈值200的时候，说明外界光强过强，需要直接熄灭灯，即关闭PWM输出，这时的波形图象将是一条低电平直线。图4.6 不同输入值下的输出波形按键功能也能在该仿真中体现出来。运行仿真后，用鼠标点击按键即可模拟按键按下。如图4.7所示，按下设置键，数码管第一位显示“F”字符，代表着进入了设置模式。这时按加键或减键即可更改

36、设定值，再按下设置键则退出设置模式。按下复位按键后，系统则会复位重启。图4.7 对设置模式进行仿真对系统进行仿真的意义在于能够更直观地了解系统的运行情况。硬件选取是否合适，程序编写是否有漏洞，最终效果能不能符合设计要求，这些问题都通过仿真得到了答案。通过对仿真结果的一系列分析可知，该系统成功实现了设计目的，达到了设计要求。结 论本设计以温室中光照度的实时检测及控制为研究方向，分析了数据采集方式和调光方式的各项方案，确定了合适的方案后，设计了一套以STC89C52单片机为基础的控制电路，用光敏电阻进行光照度信息的采集，通过A/D转换器进行数模转换，将采集到的模拟信号转换为数字信号传递给单片机，经

37、由单片机处理后，使用数码管进行实时显示，并根据采集的光照度数据，采用PWM技术进行调光来控制灯的亮度，从而实现自动调光。此外，还可利用按键进行手动设置光照度参考值来实现目标光照度。本设计可以实现如下功能：1. 对外界光照度进行实时检测，并用数码管实时显示当前照度值；2. 外界光照度大于预设值时，系统自动减光；小于预设值时，系统自动补光；3. 外界光照度大于阈值时自动熄灭灯；4. 可以用按键手动设置所需预设值来达到所需光照度。本设计具有以下特点：1. 在元件选择方面，考虑到对数据准确性和系统稳定性的要求，选用运行速度快、兼容性高、功耗低的元件，使系统运行更加稳定；2. 采用PWM调光技术，在人眼

38、闪烁分辨的范围内，将调光等级细分为40级，实现更加精细的调光；3. 在能成功实现所需功能的基础上，整个系统尽量采用较少的元件，既能提高系统稳定性，又能方便后期维护，性价比整体提高。由于设计时间较短，本系统还存在一些遗憾。比如可以加入多路传感器和控制电路，实现更多环境参数的实时检测和控制；可以添加无线通信模块，与上位机进行无线通信，实现无线远程控制等。希望以后有机会能够实现这些设想，使得该系统功能能够更加完善。致 谢光阴似箭，转眼间四年的大学舞台也要拉下帷幕，心中满是无限留恋和不舍。在此，谨向那些在生活中、学习中给予我无私帮助、殷切鼓励、无限支持的老师们、同学们和亲人朋友们致以诚挚的谢意。经过这

39、段时间的学习和紧张工作，本次毕业设计也已经接近尾声。对于自己在毕业设计中取得的这些许成果，实在应该归功于张老师。没有张老师的传道授业解惑，就没有我现在的毕业设计。最开始定题时，张老师就帮我详细分析题目的大方向，讨论一些可能实现的方案，给了我前进的目标；确定了设计方案后，对后续的工作细节方面，张老师提出了许多关键性建议，正是这些建议才能使我一步步顺利完成系统设计，实现所需功能；在设计的整体细节方面，张老师也是严格要求，让我知道了不仅是治学，就算平常的生活也要严于律己做人，规规矩矩做事。可以说没有张老师的帮助就没有本设计的顺利实现，在此我谨向张老师致一声诚挚的谢意：“老师，谢谢您！”我的室友和同学

40、们在本设计中也提出了一些宝贵建议，并在生活中也给予了我很多帮助，让我更加感受到我们这个朋友圈的温暖。非常感谢他们的无私帮助，并祝愿大家事业有成，前程似锦。感谢电气学院的各位领导和老师，在四年的学习生活中，老师们或在台前传授知识，或在背后默默帮助，让我的大学生活更加充实多彩。祝愿老师们身体健康，万事如意，桃李满芬芳。特别要感谢的还有我的父母，他们在我的人生中就像灯塔一样指引着我前进的方向。遇到困难鼓励我，取得成绩表扬我，把好东西都留给我，对我倾注了极大的心血和希望。父母之恩无以为报，唯有在学校好好学习，进入社会好好工作，以后让他们过上舒适快乐的生活。祝愿我的父母永远健康快乐。最后，对答辩委员会的

41、各位老师道一声您辛苦了！感谢各位老师对本论文的审阅及答辩工作。最后祝愿老师们工作顺利，心想事成。参 考 文 献1 高智富.温室环境控制技术的现状及发展趋势J.中国市场，2007(35):106-107.2 高鸿磊，诸定昌.植物生长与光照的关系J.灯与照明，2005-12,29(4):1-4.3 张峰，廖祥儒.补充光照对植物幼苗生长的影响J.安徽农业科学，2008,36(8):3116-3117.4 张小林，罗来成.单片机在光度测试中的应用J.江西科学，2004,22(2):118-121.5 杜骏喜，赵若楠，徐江宁.一种基于Intel80C196KC单片机的自动光照检测仪研究J.沈阳农业大学学

42、报，2004-02,35(1):45-47.6 杨晓东.日光温室光照分布及调控技术J.现代农村科技，2013(5):68.7 杜尚丰.智能光照传感器的研制J.仪器仪表学报，2003-08,24(4):298-299.8 邹杨，储健.农田环境下温度、湿度及光照度的检测J.农业科技与装备，2008-06(3):46-48.9 白泽生，白宗文.一种简易光照度检测电路的设计J.现代电子技术，2006(11):91-92.10 王艳辉，姬晓飞，钱绕金.温室光照度控制系统J.计算机系统应用，2014,23(11):67-70.11 王莹莹，徐玉珍，洪耀，等.光照度检测仪的设计J.电子测试，2012-05(

43、5):70-72.12 张德宁，袁洪波，李丽华.基于STC89C52和TSL2561的鸡舍光照测控系统J.农机化研究，2011-06(6):149-152.13 田立东，周继军，秦会斌.PWM调光LED驱动器设计J.机电工程，2012-04: 465-468.14 王鑫鑫，周国平，封维忠，等.温室环境数字光照度计监控系统的研究J.农机化研究，2014-11(11):85-90.15 陈辉煌，佘明辉.基于LED光源的温室光环境监测与控制系统设计J.电子技术，2012(8):24-27.16 张小云，裴腾达.基于单片机的多功能测量系统的设计J.软件工程师，2015-05,18(5):21-23.1

44、7 闫展坤.智能照明控制系统研究D.浙江：浙江大学，2013:1-54.18 韩晨燕.温室大棚数字光照度计系统的研究D.南京：南京林业大学，2013:1-78.19 Coaton J.R, Marsden A.M. Lamps and LightingM.London,UK:Arnold,2007:210-220.20 Sutu Y, Whalen J. Statistics for Demodulation RFT in Operational AmplifiersJ.IEEE International Symposium on Electromagnctic Compatibility,

45、2004-08.21 Danny H.W.Li, Joseph C.Lam. Evaluation of lighting performance in office buildings with daylighting controlsJ.Energy and Building,2001(33):793803.22 Edward Ng, Vicky Cheng, Ankur Gadi,et al. Defining standard skies for Hong KongJ.Building and Environment,2007(42):866-876.23 Jennings J.D,

46、Rubinstein F.M, Dibartlomeo D, Blance S.L. Comparison of control options in private offices in an advanced lighting controls testbedJ.Journal of the Illuminating Engineering Society,2000,29(2):39-60.24 LIANG Junli, YANG Shuyuan, TANG Zhifeng. Weak signal detection based on Stochastic resonanceJ.Elec

47、tion&Inform Technology,2O06,28(6):106-107.25 Johnson J.B. Thermal agitation of electricity in conductorsJ.Phys Rev,2002,5(32):97-109.26 Ingemar J.Cox, Matthew L.Miller, Jeffrey A.Bloom,et al. Digital light and Steganography 2nd EdM.Burlington:Morgan Kauftnann Publishers,2008:52-73.附录：程序代码/程序头函数#

48、include <reg52.h>/宏定义#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define Data_ADC0809 P1 /AD数据接口/管脚声明sbit PWM=P37; /PWM输出/ADC0809接口定义sbit ST=P32;sbit EOC=P31;sbit OE=P30;/按键sbit Key1=P33; /设置sbit Key2=P34; /加sbit Key3=P35; /减/显示数组0-9+Fuchar Data_=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x71,0x3f;sbit Wei1 = P20; /数码管位接口sbit Wei2 = P24;sbit Wei3 = P22;sbit Wei4 = P26;/函数声明extern uchar ADC0809(); /0809转换程序void Display(uchar X,uchar Data); /显示程序void delay(uint t); /延时函数/光照度数据变量uchar temp=0;/蜂鸣器变量uchar FF=125;/显示模式uchar Mode=0; /设置标志uchar p;uint a,b;uint num=0;uint flag=0;