基于单片机的大棚自动管理系统的设计

1、 东海科学技术学院 毕 业 论 文（设计）题 目：基于单片机的大棚自动管理系统的设计系 ： 机电工程系 学生姓名： 毛孔明 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： C09电气2班 指导教师： 李莉莉 起止日期：2012年10月2013年 01东海科学技术学院本科生毕业论文 PAGE IV基于单片机的大棚自动管理系统的设计毛孔明(东海科学技术学院 机电工程系，浙江 舟山 316000)摘要温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。温室大棚已经成为现代农业生产的必须设备，它可以有效控制温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等从而达到改变植物生长环境，

2、为植物创造良好的生长环境的目的。同时，它还能避免季节的变化和极端气候对植物造成不利的影响。本设计以STC89C52单片机为核心，由大棚内的温度传感器、湿度传感器采集数据，再由单片机根据接收到的数据做出相应的控制。用户可以对系统的温度湿度上下限进行设定，温湿度传感器会把检测到的数值传给单片机，若检测值超过之前用户所设定的数值，单片机就会给温湿度调节器发出控制信号，实现温度的自动控制。在外接液晶屏上可以显示实时参数，方便观测，外接键盘可以对系统数值进行相应的设定。本设计的优点在于克服了传统人工测量方法的弊端，能对环境温度、湿度进行实时连续地检测并进行自动控制，节省了时间与工作量，大大提高了农业生产

3、的效率。关键词：单片机；数字温湿度传感器；环境温湿度检测；继电器控制；报警。AbstractGreenhouse is a kind of can change plant growth environment, for plant growth to create the best conditions, avoid the outside world four seasons change and atrocious weather the influence of place. Greenhouse canopy has become a modern agricultural prod

4、uction is a necessary equipment, it can effectively control the temperature, humidity, illumination, carbon dioxide concentration, etc so as to achieve change plant growth environment for the growth of plants to create a good environment purpose. At the same time, it also can avoid seasonal change a

5、nd extreme weather to plant an adverse influence.This design to STC89C52 single-chip microcomputer as the core, shed by the temperature inside the sensor, humidity sensors to collect data, again by SCM according to the received data makes the corresponding control. Users can use to the system temper

6、ature humidity lower limit for setting, temperature and humidity sensor will be detected numerical to SCM, if detection value more than before the user set numerical, microcontroller will give temperature and humidity regulator a control signal, to realize temperature automatic control. In the exter

7、nal liquid crystal screen can display real-time parameter, convenient observation, external keyboard system can carry on the corresponding numerical setting. The advantages of this design is to overcome the disadvantages of traditional artificial measurement method, to environmental temperature, hum

8、idity and the real-time detection of continuous and automatic control, saving time and workload, greatly improving the efficiency of agricultural production.Keywords: SCM; Digital temperature and humidity sensors; the environment temperature and humidity testing; Relay control; alarm.目录 TOC o 1-3 h

9、z u HYPERLINK l _Toc345420277 第1章 绪论 PAGEREF _Toc345420277 h 1 HYPERLINK l _Toc345420278 1.1 课题背景 PAGEREF _Toc345420278 h 1 HYPERLINK l _Toc345420279 1.2 国内外发展现状 PAGEREF _Toc345420279 h 1 HYPERLINK l _Toc345420280 1.3研究的主要内容 PAGEREF _Toc345420280 h 2 HYPERLINK l _Toc345420281 第2章 系统的设计 PAGEREF _Toc3

10、45420281 h 5 HYPERLINK l _Toc345420282 2.1系统设计的目标 PAGEREF _Toc345420282 h 5 HYPERLINK l _Toc345420283 2.2 系统方案确定 PAGEREF _Toc345420283 h 5 HYPERLINK l _Toc345420284 2.3 器件选型 PAGEREF _Toc345420284 h 6 HYPERLINK l _Toc345420285 2.3.1 单片机的最小系统设计 PAGEREF _Toc345420285 h 6 HYPERLINK l _Toc345420286 2.3.2

11、 温湿度传感器选择 PAGEREF _Toc345420286 h 7 HYPERLINK l _Toc345420287 第3章 硬件电路设计 PAGEREF _Toc345420287 h 11 HYPERLINK l _Toc345420288 3.1 总电路 PAGEREF _Toc345420288 h 11 HYPERLINK l _Toc345420289 3.2 分电路说明 PAGEREF _Toc345420289 h 11 HYPERLINK l _Toc345420290 3.2.1 温湿度测量电路 PAGEREF _Toc345420290 h 11 HYPERLINK

12、 l _Toc345420291 3.2.2 数据显示电路 PAGEREF _Toc345420291 h 12 HYPERLINK l _Toc345420292 3.2.3 电源电路 PAGEREF _Toc345420292 h 14 HYPERLINK l _Toc345420293 3.2.4继电器控制电路 PAGEREF _Toc345420293 h 14 HYPERLINK l _Toc345420294 3.2.5 键盘电路 PAGEREF _Toc345420294 h 15 HYPERLINK l _Toc345420295 3.2.6 复位电路 PAGEREF _Toc

13、345420295 h 15 HYPERLINK l _Toc345420296 3.3 小结 PAGEREF _Toc345420296 h 16 HYPERLINK l _Toc345420297 第4章 软件设计 PAGEREF _Toc345420297 h 17 HYPERLINK l _Toc345420298 4.1 系统工作流程 PAGEREF _Toc345420298 h 17 HYPERLINK l _Toc345420299 4.2 环境参数测量流程 PAGEREF _Toc345420299 h 17 HYPERLINK l _Toc345420300 4.3 键盘扫

14、描流程 PAGEREF _Toc345420300 h 19 HYPERLINK l _Toc345420301 小结 PAGEREF _Toc345420301 h 21 HYPERLINK l _Toc345420302 致谢 PAGEREF _Toc345420302 h 22 HYPERLINK l _Toc345420303 参考文献 PAGEREF _Toc345420303 h 23 HYPERLINK l _Toc345420304 附录1 实物图 PAGEREF _Toc345420304 h 24 HYPERLINK l _Toc345420305 附录2 PCB图 PAG

15、EREF _Toc345420305 h 25 HYPERLINK l _Toc345420306 附录3 部分程序 PAGEREF _Toc345420306 h 26 PAGE 32第1章 绪论1.1 课题背景随着人们生活水平的不断提高，对新鲜蔬菜、等植物的需求量的增加，但由于受季节的影响，尤其是冬天，蔬菜的种类相对非常单一，温室大棚的出现解决了这一问题。近年来，温室大棚迅速发展，规模庞大；由于温室大棚主要靠人维护，近年来用人成本的提高和规模扩大时不便于管理，特殊农作物对温度和湿度要求很高，温室环境的变化不能及时被人发现，单纯的人工管理已无法满足需求。我国是一个农业大国，农业生产在我国的经

16、济发展中有着重要的地位，农作物的产量直接体现了我国的农业发展水平，而农作物的产量又受到地域和自然环境的影响，因此大棚技术随之普及开来。我国的温室大棚数量近几年不断增多，对于蔬菜大棚，温度与湿度的控制是极为重要的两个管理因素，温度与湿度的过高或过低都会直接影响农作物的生长，所以我们要将温度与湿度控制在一个适合作物生长的范围内。传统的温度控制是由人工来完成的，在大棚内挂一个温度计，靠人来读取上面的温度然后对大棚的温度进行调节，这样做费时费力，效率低、且无法保证测量的连续性，测量的误差大、随机性大，随意性强，大大降低了生产的效率。但是，伴随着农业生产规模的不断扩大，这种由人工来完成对大棚温度控制的方

17、法有着很大的局限性，因此，在现代化的温室大棚管理中，实现对温度湿度的自动控制就显得格外重要。通过一套优良的自动化管理系统，对温室大棚内的温度湿度进行科学的管理与控制，从而达到提高农作物的产量与质量的目的。1.2 国内外发展现状我国是世界上温室栽培起源最早的国家，在两千多年以前，我们智慧的古人们就能利用各种保护设施栽培农作物以及蔬菜，也就是温室的一个雏形。一直到上世纪六十年代，我国的农业设施以及规模都徘徊在一个低层次的水平，并且发展的速度也受到了限制，到了七十年代初期中国从国外引入了地膜覆盖技术，这对大棚的保温起到了一定的作用。七八十年代，我国先后出现了日光温室以及塑料大棚，随着改革开放，我国的

18、经济与科技都取得了很大的进步，九十年代我国的农业设施逐渐走向规模化、集约化和科学化的方向发展。近几年国家对农业设施逐步重视起来，同时也启动了许多相关的科研项目，也吸收与借鉴了国外的一些先进技术成果，这使我国的农业设施进一步得到了快速的发展，近代温室主要经历了三个发展阶段，从改良型日光温室到大型玻璃温室再到现在的现代全自动化温室，而由于受到多方面因素的影响，在我国以及全球依然存在上述三种不同的温室类型。 国外的温室栽培可以追溯到最早的古罗马。据可靠记载他们曾使用云母片最为覆盖物从而达到让黄瓜早熟的目的。二战后，西方工业的迅速崛起从上世纪七十年代开始，西方国家的农业设施飞速发展，这与政府在农业设施

19、的投入与补贴上有着紧密的联系。当前，全世界农业设施面积已经超过五百余万hm2，特别是美国、日本以及荷兰等一些发达国家他们在农业设备的标准化、自动化和技术规范化这方面已经做的相当完善，设施农业十分发达，同时他们的综合环境的调控以及综合管理等技术水平都处于世界的领先地位。在西方发达国家温室大棚向着温室建筑面积扩大化，覆盖材料多功能化方向发展。在欧洲一些较寒冷的国家使用玻璃做覆盖材料，而在日本以及南欧一些较温暖的地方多使用的是塑料覆盖材料。同时随着无土栽培技术的迅速发展，设施内部环境的控制也从以前的单因素调控发展到了现今的计算机多因素动态控制，温室环境的控制与作物的栽培管理向网络化、智能化方向发展。

20、纵观我国与国外的发展现状我们可以看出我国的温室技术与国外还存在这一定的差距，这些差距主要表现在我国温室的科技含量不高，环境调控技术与设备的落后，缺乏理论基础与量化的指标，缺乏与我国相适应的温室优化控制软件。同时我国在温室的建设上还存在着很大的盲目性，大量的项目在相应的配套设备、人才不到位的情况下，盲目地从国外引进高新技术，盲目地低水平仿制国外产品，在种植管理方面还缺乏理论化、科学化、系统化地指导。因此我们务必发展符合我国国情的现代温室产业体系。对于国外的先进技术应当适当引进并消化吸收形成有我们自己特色的一套现代化自动管理体系，同时还要注重培养技术人员和经营管理人才，大力提高劳动生产者素质。1.

21、3研究的主要内容系统主要用单片机作为系统的核心，由大棚内的温度传感器、湿度传感器采集数据，经过数模转换送入单片机，再由单片机根据接收到的数据做出相应的控制。 用户可以对系统的温度湿度上下限进行设定，温湿度传感器会把检测到的数值传给单片机，若检测值超过之前用户所设定的数值，单片机就会给温湿度调节器发出控制信号，实现温度的自动控制。在外接液晶屏上可以显示实时参数，方便观测，外接键盘可以对系统数值进行相应的设定。该设计首先通过对农作物生长环境的实际情况，对目前市场上常见的一些蔬菜进行了调研，并做出相应的植物特性及温湿度生长表与蔬菜采收时间表：表1.1 植物特性及温湿度生长表蔬菜品种特性地温发芽温度幼

22、苗期温度生育温度适宜湿度黄瓜喜温、不耐寒12至2028至3213至3318至3070%80%番茄喜温8至2018至3213至3313至2875%80%辣椒喜温10至2015至3015至3020至3085%90%茄子喜温、耐热10至1828至3015至3320至2650%60%四季豆喜温、不耐热、不耐冻稳定在1020至2518至2018至2550%70%表1.2 蔬菜采收时间表：蔬菜品种播种时间采收时间黄瓜3月中旬五月下旬至七月上旬番茄7月中旬10月至11月辣椒7月中旬11月至12月茄子3月至四月7月至11月四季豆1月至3月七月至八月根据以上两个表，总结出大棚温湿度控制表：表1.3 辣椒和番茄夏

23、季表时期地温日室温夜室温湿度发芽期10至2020至3018至2080%幼苗期15至3315至20生育期25至2820至25备注：夏季白天较热，温度上升较快，可以将日室温上限调低1至2度表1.4 茄子和黄瓜春季表时期地温日室温夜室温湿度发芽期12至1828至3018至2065%幼苗期20至3010至20生育期20至2610至16备注：春季夜晚较冷，温度下降较快，可以将夜室温上限调高1至2度根据植物生长的状态以及生长时期，我们可以通过键盘或者程序设置好相应的温度与湿度的上下限值（包括警报器的报警阀值）。比如在发芽期我们可以将日室温设置在20至25度，夜室温设置在18至20度。湿度设置在80%至85

24、%。若大棚内温度超出我们预设的上下限值单片机会根据我们所设定的温度做出反应，蜂鸣器发出警报，黄色LED灯亮，LCD屏显示当前温度，同时触发开关启动控制设备，开始调节棚内温度。当温度被调节到预设范围内，蜂鸣器停止警报，黄灯熄灭。若大棚内湿度超出我们的设置范围，蜂鸣器发出警报，绿色LED灯亮，同时出发开关启动控制设备，调节大棚内湿度，当湿度被调节到预设范围内，蜂鸣器停止警报，绿灯熄灭。第2章 系统的设计2.1系统设计的目标以STC89C52单片机为核心，由大棚内的温度传感器、湿度传感器采集数据，再由单片机根据接收到的数据做出相应的控制。用户可以对系统的温度湿度上下限进行设定，温湿度传感器会把检测到

25、的数值传给单片机，若检测值超过之前用户所设定的数值，单片机就会给温湿度调节器发出控制信号，实现温度的自动控制。在外接液晶屏上可以显示实时参数，方便观测，外接键盘可以对系统数值进行相应的设定。2.2 系统方案确定本系统主要是检测环境各项参数，并由单片机做出相应的反应，由此单片机与传感器的选择尤其重要。在本次设计中采用STC89C52作为系统的控制芯片。STC89C52 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机，指令代码完全兼容传统8051 单片机，12 时钟/机器周期和6 时钟/机器周 期可以任意选择，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位

26、CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。整个系统由单片机、温度传感器、湿度传感器、显示模块、报警模块、控制模块组成。首先通过键盘设定好我们需要的温湿度，温湿度传感器将检测到的实时环境数据传送到单片机内，单片机对检测到的数据与我们设定的数据进行比较并做出响应（控制相应的继电器工作，报警装置工作），同时将检测到的环境数据通过显示设备显示出来。整个系统的工作流程如下图：图2.1 系统工作框图2.3 器件选型2.3.1 单片机的最小系统设计能让单片机运行起来的最小硬件连接就是单片机的最小系统电路。本设计采用STC89C52作为核心处理

27、器，首先给出STC89C52的最小系统。51单片机的最小系统电路一般包括工作电源、振荡电路和复位电路等几部分。1、单片机的工作电源：51单片机的第40引脚接5V电源，第20脚接地，为单片机提供工作电源。由于目前的单片机均内含程序存储器，因此，在使用时，一般需要将第31引脚接电源（高电平）。2、单片机的复位电路：复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也需要按复位键以重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。手动复位要人为在复位输入端RST加

28、一个高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮，当按钮按下Vcc的+5V电源就会直接加到RST端。3、单片机的时钟电路：时钟电路用于产生时钟信号，单片机本身是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，单片机应设有时钟电路。在单片机芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。电路中对电容C1和C2的要求不是很严格，一般22pF至33pF即可。晶体振荡频率越高，则系统的时钟频率也越高，单片机运行速度也就越快。图2.2 单片机最小系统

29、电路2.3.2 温湿度传感器选择传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。在工业、农业的自动化测量与控制中，基本上都是依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各项参数，从而是系统工作在最佳状态。在选择温湿度传感器时，应考虑的因素有温湿度的测量范围、精度、灵敏度和经济性。温度传感器是传感器中最常用的一种，早期使用的是模拟温度传感器，如热敏电阻，随着环境温度的变化，它的阻值也发生线性变化，用处理器采集电阻两端电压，然后根据某个公式就可

30、以计算出当前环境温度。随着科技的进步，现代的温度传感器已经走向数字化，外型小，接口简单，广泛应用在生产实践的各个领域，为我们的生活提供便利。随着现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。DS18B20数字温度传感DS18B20数字温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，可直接将温度转化成串行数字信号供处理器处理。图2.3 DS18B20外型与引脚排列图DS18B20引脚说明1、GND接地。2、DQ 数据输入/输出脚。对于单线操作：漏极开路。3、VDD 可选的V

31、DD引脚。DS18B20传感器性能1、适应电压范围宽，3.0V至5.5V，在寄生电源下可由数据线供电。2、可实现多点组网功能，多个DS18B20可以并联在三线上，实现多点测温。3、温度范围-55度至+125度，在-10度至+85度时精度达到0.5度。4、负压特性：电源极性接反时，芯片不会烧毁但不会正常工作。5、单线接口方式简便，只需一条口线即可。DHT11数字温湿度传感器DHT11数字温湿度传感器应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高可靠性与长期稳定性。传感器包括一个电阻式测湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。超小的体积、极低的功耗，使其成为各类应

32、用甚至为苛刻的应用场合的最佳选择。本产品为四针单排引脚封装，特殊封装形势可根据用户需求而提供。图2.4 DHT11外型与引脚排列图 DHT11引脚说明1、VCC 正电源输入，3V至5.5V 直流电压。2、Dout 单总线，数据输入/输出引脚。3、NC 空脚 悬空。4、GND 电源地。DHT11性能说明：表2.1 DHT11性能表本系统要检测大棚的环境温度与湿度，目前常用的温度传感器有热敏电阻、热电偶、PN结温度传感器等，以及现在流行的DS18B20。对于湿敏器件按感湿材料大致可以分为四类：半导体陶瓷，高分子，电解质和其它型式。大棚内的湿度相对大，变化速度慢，因此不需要高的响应时间。DHT11数

33、字温度传感器是一款含有已校准熟悉信号输出的温湿度复合传感器，包括一个NTC测温元件和一个电阻式感湿元件。DHT11采用单总线通讯方式，仅占用1个MCU的I/O口，通信协议简单，价格适中（在淘宝上大概7块钱左右），虽然其精度与常用的DS18B20数字温度传感器比起来还稍逊一些，但在日常的一般强度的使用中并不需要太高的测量精度，对于检测大棚环境温湿度已经绰绰有余，并且体积小、功耗低，测量只需要4ms，常用的DS18B20典型温度测量时间为200ms，12位分辨率时为750ms，并能实现对温度和湿度的同时读取。稳定性也不错。第3章 硬件电路设计3.1 总电路图3.1 总电路图3.2 分电路说明 3.

34、2.1 温湿度测量电路本系统采用DHT11数字温湿度传感器，后续电路简单，只需将传感器输入/输出引脚接直接接上单片机的I/O口即可。DHT11的供电电压为35.5V。连接线长度短于20米用5K上拉电阻。DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,一次完整的数据传输为40bit,高位先出。DHT11的测量电路如下图所示：图3.2 温湿度测量电路图3.2.2 数据显示电路LCD1602液晶显示电路系统采用LCD1602型液晶显示器显示所测温度与湿度值。该液晶为5V电压驱动，带背光，每行显示十六个字符，一共可显示两行，但

35、不能显示汉字。各引脚定义以及与单片机的连接如下图所示：图3.3 LCD1602液晶LCD1602实物图如下图：图3.4 LCD1602液晶实物引脚说明及模块指令：表3.1 LCD1602指令表备注：功能设置命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度的大小。E端为使

36、能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。3.2.3 电源电路STC89C52采用5V电压供电，所以电源只需输出+5V稳定电压即可。电源电路连接如下图：图3.5 电源电路连接图3.2.4继电器控制电路继电器在这里起到一个功率驱动的作用，首先是单片机对继电器的驱动，其次是继电器驱动其他负载的作用。单片机是一个弱电器件，因此要让单片机与大功率器件连接就必须通过继电器来完成。继电器控制电路如下图：图3.6 继电器控制电路图三极管起到一个开关继电器的作用。单片机输出高电平时，三极管导通，继电器工作；单片机输出低电平，三极管闭合，继电器断开。二极管起到保护作用，防止三极管和继电器被烧坏。3.

37、2.5 键盘电路本系统用的键盘扫描电路使用低电平扫描方式，按键的一端与单片机I/O口相连，另一端接地，当单片机检测到I/O口为低电平时则键盘被按下。键盘扫描电路如下图：图3.7 键盘扫描电路图3.2.6 复位电路复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也需要按复位键以重新启动。复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。手动复位要人为在复位输入端RST加一个高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮，当按钮按下Vcc的+5V电源就会

38、直接加到RST端。复位电路连接如下图：图3.8 复位电路连接图3.3 小结在硬件电路的焊接中遇到了一些问题，首先是PCB板的布线。由于以前没有经验，刚开始焊接的时候没有考虑到电源线与地线的布局，在第一次焊接的过程中发现地线无法合理摆放，并且器件与器件之间的布局也不是很合理，造成焊接失败。有了第一次的经验，首先是对器件的位置做了重新的布局，在焊接的过程中也很顺利，但是在检测整个电路的时候遇到了些小麻烦，发现给板子通上电后LCD显示屏只亮却没有显示内容，在对线路连接进行完整的排查后发现原因出在LCD的7个双向数据线没有焊接到位，出现了虚焊的情况，在对线路重新焊接后问题解决了。还有一个问题出在连接在

39、继电器的LED小灯上，在接通电源后发现小灯不亮，用万用表查出小灯损坏，换上新的LED小灯后问题解决。总的来说，这次硬件的设计与焊接还比较顺利，在焊接电路时遇到的问题也给解决了，但是在布局方面还存在着一些小小的问题，最后只能通过板上跳线的方式来解决。第4章 软件设计4.1 系统工作流程主程序主要完成对硬件的初始化、参数的采集与显示、键盘扫描、各参数继电器以及报警装置的控制。其框图如下图所示：图4.1 主程序框图4.2 环境参数测量流程单片机通过温度传感器检测环境温度，当温室大棚内温度过高时，就通过控制温度继电器工作，控制相应的外围设备对大棚内进行降温作业，当大棚内温度过低时，通过控制温度继电器工

40、作，控制相应的外围设备对大棚内进行升温作业，从而使大棚内的温度保持在一个稳定的环境内。温度控制流程如下图：图4.2 温度控制流程图单片机通过湿度传感器检测环境湿度，当温室大棚内湿度过高时，就通过控制湿度继电器工作，控制相应的外围设备对大棚内进行降湿作业，当大棚内湿度过低时，通过控制湿度继电器工作，控制相应的外围设备对大棚内进行增湿作业，从而使大棚内的湿度保持在一个稳定的环境内。湿度控制流程如下图：图4.3 湿度控制流程图4.3 键盘扫描流程温湿度上下限可以通过键盘来设置，按下k1键，设置温度上限，按k2键上限温度加1，按k3键上限温度减1，按下k4键确认，成功设置温度上限。继续按下k1键，设置

41、温度下限，按k2键上限温度加1，按k3键上限温度减1，再按下k4键确认，成功设置温度下限。继续按下k1键，设置湿度上限，按k2键上限湿度加1，按k3键上限湿度减1，再按下k4键确认，成功设置湿度上限。继续按下k1键，设置湿度下限，按k2键上限湿度加1，按k3键上限湿度减1，再按下k4键确认刷，成功设置湿度下限。键盘扫描流程如下图：图4.4 键盘扫描流程图小结通过本次的设计让我对单片机的使用和功能有了更深的了解，同时也锻炼了自己的动手与独立思考的能力。起初刚刚选择这个课题时对这个课题还是很陌生，也不知道该从何下手。去学校图书馆借了一大堆没有用的书。后来通过自己上网查资料、请教同学和老师，渐渐对本

42、课题设计的相关领域有所了解，也让我对该领域有了初步的认识。在开始设计前我也把之前所学的知识都恶补了一遍，也自己到网上下了关于单片机的视频自己学习。这次的设计是要做实物的，因此我也去网上找了好多的资料，关于国内外农业大棚的发展以及现阶段所使用的类型，我国的大棚技术的发展主要在改革开放以后，之前我国的农业设施一直徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，因为由于我国农业设施发展的起步比较晚，所以和国外的比起来还是存在一定的差距，有很多设备和技术仍旧依靠国外的进口，对国外的技术依赖性依然很大。因此在这一领域我国还有很长的路要走。而本次的设计也是根据国内现在普遍使用的一种设计方式，我也根据自己的理解确

43、定了自己的一套设计方案。在设计的初期我也去图书馆查阅了大量的资料，去了解了各个模块的相关的知识以及使用方法，当然之间也遇到了很多自己无法解决的问题，也发现之前自己所学的知识根本派不上太大的用场，在调试的过程中发现理论与实践存在着巨大的差距，但是遇到问题我并没有退缩，上网找资料、看视频、图书馆用尽了各种能用的方式最后终于解决了大部分的问题，其实我觉得在网络发的的今天我们更应该利用好网络这个资源，可以这么说在网上几乎没有你找不到的东西，这也是本次设计所收获的成果之一，与其花大把大把的时间在打网络游戏上倒不如去网上学习了解一些和自己本专业甚至跨专业的知识以及发展的前沿，这不仅仅能拓宽我们的知识面，我

44、想在以后我们的人生中也起着潜移默化的作用。回顾这次的毕业设计，虽然它对我人生的改变起不了什么太大的作用，但是这个过程却是终身难忘的，有欢笑也有泪水，最大的收获就是锻炼了我独立思考问题解决问题的能力，同时也加强了和老师同学之间的感情。同时我也看到了自身的不足，在专业知识这方面的基础还不够扎实，理论与实践的结合也不够透彻 ，就如在这次设计中所遇到的问题一样因为自己很少自主得去学习和训练，所以在这过程中遇到了很多的麻烦。自己的学生生涯即将结束，现在面临的是就业的压力，但这并不能阻止我求学的的步伐，我会吸取这次所学到的经验与教训，让以后在追求人生理想的道路上少走弯路。致谢回顾自己四年的大学生涯，心中倍

45、感复杂，随着这篇论文的结束，就意味着大学的生涯也将结束，曾经是多么的盼望着能早些离开校园、离开宿舍、离开课堂、离开书本，但到了真正不得不离开的那一刹那，才发现，自己对这片土地是多么的留念，在这里，首先要感谢海洋学院给了我一个深造的机会，让我的人生得意丰富与充实，诚挚的感谢我的论文指导老师李莉莉老师，在忙碌的教学中抽出时间审查、批阅我的论文。同时也要感谢曾经教育过我的所有的老师，你们一丝不苟的作风以及严谨的思路对我的人生起到了很大的启发。我的论文在李老师悉心的指导下终于完成，从中不仅学到了很多知识还学到了发现问题与解决问题的能力，从选题到最后论文反复的修改，李老师总是用专业的标准来严格我，在老师

46、细致的指导下让我的思维得到了很大的提升，在这里要对李老师说声谢谢。同时还要感谢寝室的同学，在这次设计中他们也给了我很多的宝贵的建议与意见，最终得以圆满的完成这次的毕业设计。四年的时间，不会自不觉已经走到了尽头，四年，想想很长，过起来却是如此短暂，往昔依旧，眼前重复的竟然是四年前的光景，最可怕的是，记忆丝毫没有模糊。这才重新感叹，时光荏苒。参考文献1 高禹，冯相忠.C语言程序设计J.中国农业大学，2008.2 楼然苗.51系列单片机原理及设计实例J.北京航空航天大学出版社，2010.3 何立民.单片机高级教程应用于设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2000.4 张俊谟.单片机中级教程原理与应

47、用M.北京：北京航空航天大学出版社，2000.5 徐爱钧，彭秀华.Keil Cx51 V7.0 单片机高级语言编程M.电子工业出版社，2008.6 徐爱钧，彭秀华.单片机高级语言C51应用程序设计M.电子工业出版社，1998.7 雷伏容，张小林，崔浩.51单片机常用模块设计查询手册M.清华大学出版社，2010.8 郑峰，王巧芝.51单片机应用系统典型模块开发大全M.中国铁道出版社，2010.9 康华光.电子技术基础M.高等教育出版社，2006.10 刘建清.轻松玩转51单片机C语言.M.北京航空航天大学出版社，2011.11 赵亮.液晶显示模块LCD1602应用J.电子制作，2007.12 郭

48、天祥.新概念51单片机C语言教程入门、提高、开发、拓展全攻略M.电子工业出版社2009.13 宏晶科技 STC Microcontroller Handbook，2007.14 谭浩强.C程序设计.北京：清华大学出版社M.1991.15 何希才.常用传感器应用电路的设计与实践M.北京：科学出版社，2007.16 Yeager Brent.How to troubleshoot your electronic scaleJ. Powder and Bulk Engineering. 1995.17 Meehan Joanne,Muir Lindsey.SCM in Merseyside SMEs

49、:Benefits and barriersJ.TQM Journal. 2008.附录1 实物图图一：系统实物图附录2 PCB图图二： PCB制板附录3 部分程序#include /52单片机头文件#include /温湿度传感器DHT11头文件#include /液晶屏1602头文件 uchar i,key_flag;uchar set_temp_H,set_temp_H_shi,set_temp_H_ge;/设定温度上限的变量uchar set_temp_L,set_temp_L_shi,set_temp_L_ge;/设定温度下限的变量uchar set_humi_H,set_humi_

50、H_ge,set_humi_H_shi;/设置湿度上限的变量uchar set_humi_L,set_humi_L_ge,set_humi_L_shi;/设置湿度下限的变量sbit k1=P32;/定义按键K1sbit k2=P33;/定义按键K2sbit k3=P34;/定义按键K3sbit k4=P35;/定义按键K4/延时函数void delay(uchar x)uchar a,b;for(a=0;a0;b-); /显示温度和湿度void disp_t_h() write_cmd(0 x8c); write_dat(tab_lcd_numds3);/显示温度十位 write_cmd(0

51、x8d); write_dat(tab_lcd_numds4);/显示温度个位 write_cmd(0 xcc); write_dat(tab_lcd_numds1);/显示温湿度十位 write_cmd(0 xcd); write_dat(tab_lcd_numds2);/显示温湿度个位/开机显示void disp_start()for(i=0;i16;i+) write_cmd(0 x80+i); write_dat(tab_ti);/温度 for(i=0;i16;i+) write_cmd(0 xc0+i); write_dat(tab_hi);/湿度 /扫描按键void key_sca

52、n()if(k1=0)/按下K1 /设置温度上限 if(key_flag=0)/按键标志0 write_cmd(0 x01);/清屏 write_cmd(0 x80);/显示位置第一行第一列 for(i=0;i13;i+) write_dat(tab_set_temp_Hi);/显示SET TEMPERATURE字符 while(k4=1)/按下K4 if(k2=0)/按下K2 while(k2=0); set_temp_H+;/设置温度数值加 if(set_temp_H=99)/到100，清0 set_temp_H=0; if(k3=0)/按下K3 while(k3=0);/松手检测 set_temp_H-;/设置温度数值减 if(set_temp_H=0)/到0，加为100 set_temp_H=99; set_temp_H_ge=set_temp_H%10;/计算设置温度个位 set_temp_H_shi=set_temp_H/10;/计算设置温度十