基于单片机的温湿度监控系统

1、江苏信息职业技术学院江苏信息职业技术学院毕业论文毕业论文 题目： 基于单片机的温湿度监控系统基于单片机的温湿度监控系统 系 别： 物联网工程系物联网工程系 专 业： 物联网应用技术物联网应用技术 学 号： 12170731171217073117 姓 名： 袁冬虎袁冬虎 指导老师： 高云高云 2014 年 12 月 1 日前言I前言前言在现代温室种植技术，温度，湿度是温室蔬菜的一个重要因素才能茁壮成长。目前在中国，温室生产虽然前所未有的规模，但设备将旧，温度采集方式落后，农村用煤油温度计的温度采集，不仅温度采集是老式的，耗时，不利于温室生产规模的扩大，信息不对称程度提高。 农业源于最古老的人类

2、社会，是各行各业的基础，也是最重要的产业。农业的发展需要现代先进科技，作用于农业，让其有一个巨大的发展，新的农业技术革命。科学技术的发展，促进农业的发展，温室在农业生产中越来越广泛的应用。传统的温室自动化程度很低，基本上是大量的手工操作，即使对于给定的量，在操作中不能得到有效控制，在很大程度上限制了温室经济效益。 现在的种植，因为田地的减少，温室的增加，先进并且可以取得高效益的农业技术，它肯定是要用一套科学而且先进的方法来进行统筹和管理，对各种实时监测所需的温度和湿度，植被生长期。对于在农业中的科技应用，单片机对温度和湿度的智能控制有一定的意义，它代表的是一种自动智能控制方法，其应用非常广泛。

3、摘要I摘要摘要温度和湿度控制系统已成为当今社会的热门领域。同时，温度和湿度是目前的一个行业，农业和生活必须首先要考虑的重要因素之一。因此在社会生产和生活的今天，是一个廉价的迫切需要，易操作、高精度的温湿度控制系统。本系统的设计目的是检测温度和湿度的参数，从而实现基于 AT89C51 单片机的温度和湿度参数控制。如今，温室已成为高效农业的一个重要组成部分，如何提高温室作物生产已成为一个亟待解决的问题。了温室环境参数的科学监控已经成为现代农业态势。这样的设计采用 AT89C51 温度湿度传感器，感光的抵抗，无线通信模块的设计，温度湿度，曝光信息采集，显示的体系，同时，利用无线通讯模块，实现远程数据

4、传输。温室的温度，湿度，光照强度监测。为人工经验误差的解决温室评价问题，反应周期长等。关键词：AT89C51 单片机，传感器模块，反应周期长江苏信息职业技术学院毕业论文1目目 录录前言前言.I摘要摘要.I目目 录录 .1第一章第一章 简介简介 .41.11.1 目的和意义目的和意义 .41.21.2 国内外的研究趋势与发展国内外的研究趋势与发展 .4第二章第二章 系统组成系统组成 .52.12.1 系统的总体结构系统的总体结构 .52.2 系统工作原理.62.3 系统的总体功能.62.3.1 上位机软件功能：.62.3.2 下位机功能：.7第三章第三章 硬件系统设计硬件系统设计 .73.13.

5、1 控制中心的设计控制中心的设计 .73.1.13.1.1 单片机单片机的的选型选型 .73.1.2 AT89C51 单片机概述.73.1.3 时钟电路设计.93.1.4 复位电路设计.103.2 数据采集处理电路的设计.103.2.1 传感器的选型.103.2.2 模数转换器.123.3 人机对话接口电路设计.123.3.1 LED 显示接口电路的设计.123.4 信号调理电路.13第四章第四章 电气控制电路设计电气控制电路设计 .144.14.1 电气控制电路电气控制电路 .144.1.14.1.1 电气控制电路的设计电气控制电路的设计 .144.1.2 工作原理.15第五章第五章 软件设

6、计软件设计 .155.15.1 软件设计工具的选用软件设计工具的选用 .155.1.15.1.1 编程语言的选用编程语言的选用 .155.1.25.1.2 数据库的选用数据库的选用 .165.25.2 软件设计软件设计 .165.2.15.2.1 软件设计的总体框架软件设计的总体框架 .165.2.2 各个模块的细化.175.3 人机交互界面的创建.195.3.1 人机交互界面的基本概念.195.3.2 人机交互界面的组成.205.3.35.3.3 系统中各界面的创建系统中各界面的创建 .20江苏信息职业技术学院毕业论文25.3.4 主要控件功能的实现.25结束语结束语 .25致谢致谢 .26

7、参参 考考 文文 献献 .26附录附录 .26江苏信息职业技术学院毕业论文3第一章第一章 简介简介1.11.1 目的和意义目的和意义单片机 AT89C51 通常用在智能仪表，控制芯片工业测量，和控制，机电整合，取得了令人瞩目的成绩，温、湿度控制系统的例子是还有很多。利用 AT89C51 单片机设计的温度和湿度控制系统，能及时准确的室内温度和湿度变化的思考。当升温到一定温度，冷却到一定温度，在该温度范围限制保持恒温等控制方式，在湿度控制方面等。AT89C51 单片机发送数据到液晶屏显示，液晶成功完成。报警模块采用二极管闪烁报警模式。系统设计软件编辑分别设定所需的温度和湿度的限制。通过控制二极管闪

8、烁报警上下限温度和湿度值。如果二极管闪烁的温度和湿度，提醒员工超越极限，此时的温度和湿度数据出现异常，对温度和湿度的真实场景的变化需要及时调整，从而实现对温度和湿度的控制简单。总体而言，该系统中所涉及的主要是温度和湿度的测量和控制温度和湿度的简单设计。硬件有四个模块，传感器模块，AT89C51 单片机主控制模块，LCD 液晶显示闪烁的二极管模块和报警模块。在硬件方面，制作比较简单。1.21.2 国内外的研究趋势与发展国内外的研究趋势与发展最早期进行对温室的管理，还有对于计算机的应用，美国肯定是最大的国家。根据植物的生长周期、生长条件和生长特点，用计算机对温室进行控制，其中 灯光，温度，湿度等都

9、是计算机的控制因素。例如，在温室的控制系统中，可以设定温室中的植物的生长环境参数，那么，计算机的终端就可以通过传感器， 进行测量，得到实际的数值；然后，再和之前设定的参数来进行比较，从而完成 对温室的温度还有温室的湿度进行智能控制的一个过程。现在的自动控制系统，早已经完成了智能化还有自动化，而且还用于大规模地生产种植 。调整温室的温度还有温室的湿度参数就可以智能地调节温室的温度和湿度的值。所以，在自动地、智能地控制温室计算机系统还有现实生活的应用上，温室温度还有温室的湿度，在自动还有智能地控制计算机系统对不同的植物一定要顺应智能还有自动的发展要求。外国的温室系统产业一直向着高新的科技，带有遥感

10、的技术还有对于网络的智能化技术而发展。智能化还有自动化对于掌控局域网是非常重要的，而且现在也慢慢的融入到管理温室还有控制温室，这些年，有些国家提出了一个发江苏信息职业技术学院毕业论文4展思路，用温度来完成一些作物的控制技术，而且也出台了一项温室的产业标准，让其可以更加的自动化，网络化还有智能化。江苏信息职业技术学院毕业论文5第二章第二章 系统组成系统组成2.12.1 系统的总体结构系统的总体结构 在国内还有国外，开发以及致力研究的智能温室控制系统，有以下三种：1) 单独式多单元温室系统。这个温室控制系统，原理是用特殊的温室气候来进行对终端计算机的控制，一般是用传感器来检测其输入控制信号和输出信

11、号，再来控制终端计算机和私人计算机相似的形状还有外观。其中，用来直接连接传感器还有继电器的电缆，通过屏幕到屏幕的形式，生动形象地展示了温室运行情况，然后再通过一些设备的分析，形成曲线。不过这样的控制系统比较贵。2) 单片机控制一个温室单元系统。它的产生和单片机的运用分不开，国内以及国外的温室控制系统大多都是这个。因为单片机的数据传输速度比较快而且还很方便；而且单片机的通道接口的配置十分的灵活，除此之外，单片机的性能之分的稳定，不容易坏，而且它的价格也十分的便宜。但单片机的实际存储的容量比较小，所以这种温室控制结构无法挽救市场的数据，造成大量的浪费。3) 分布式多单元系统。这个系统是由多个温室区

12、组成的，对比与之前的两个系统，这个系统集合了 PC 的优点。每个温室通过前端机进行分散的控制计算机还有单片机。PC 在系统中主要是控制系统然后进行整合管理。针对于工作效率的有效提高，还有出于对安全性还有舒适性等因素的考虑，这个系统有很大的，无可替代的优势，它是现代自动化，智能化地控制温室系统的一个非常典型的模式。单片机的结构非常简单，而且它的价格也非常的低廉，单片机的设计也十分的方便，而且它的抗干扰能力也比较强，还有，环境的自适应能力十分的不错。正因为这样，单片机常常都被用作自动化、智能化的系统的一个前端处理器，这样就可以深入地采集各种数据还有各种信息，经过一些简单的数据分析处理之后再输送到终

13、端计算机。而且，单片机也可以说是一种简单的控制器，收到命令之后，再进行控制或者是显示。计算机是一个十分强大，而且也是一个非常友好的一个人机界面，它可以采集还有处理一些十分复杂的问题。在自动化还有智能化的系统中，PC 常被用作中央处理单元也就是大家所熟知的江苏信息职业技术学院毕业论文6，可以接收其他主机所发的信息还有数据，然后显示到微机接口并且处理所发的指令，来完成整个的一个控制。单片机还有微机的优点，就是它们都是采用的分布式智能监控系统。系统结构如图 2-1 所示：图 2-1 系统总体结构2.2 系统工作原理 该系统以 AT89C51 单片机为核心，数据采集，传输，显示，报警将通过单片机。数据

14、采集是通过单总线智能数字温湿度传感器实现；通过单片机的数据显示在 LCD 上的采集；当收集的数据超过一个给定的，蜂鸣器报警范围，和数据通过无线传输到另一个单片机的显示。用 C 语言编程的微控制器。主控计算机（上位机）串行通信接口数据采集/控制器 2数据采集/控制器 3数据采集/控制器 1光照传感器湿度传感器温度传感器光控驱动器湿控驱动器温控驱动器江苏信息职业技术学院毕业论文7系统初始化温湿度检测判断不报警报警89S52单片机无线数据通信LCD液晶显示89S52单片机LCD液晶显示终止符合不符合图 2-2 系统工作原理图2.3 系统的总体功能统一调度还有系统的管理都是由上位机来完成的，不同温室的

15、采集数据还有环境的设定都是由系统的下位机来完成的。在系统运行的状态下还有 PC 实时接收来自下位机的数据以及历史数据，然后保存到对应的文件。在终端计算机的屏幕上，通过屏幕的切换，可以完成温室实时数据的采集与数据的显示；当系统收到数据时，再把计算机的屏幕刷新，这样，温室的监控人员就可以看到整个系统的运转。系统的软件由上位机软件还有下位机软件构成的。2.3.1 上位机软件功能：a)采集和发送数据：上位机通过通讯系统，上位机在现场可以实时地接收温室的数据，有的需要发送给下位机的数据通信系统通过传输到客户端，使整个监控系统能够有效地，准确和及时的数据传输。 b)实时画面监测：从整体和所有的温室环境监控

16、系统通过在计算机屏幕上形成数据显示、实时曲线的使用细节两方面，下位机传输的数据随时更新显示的内容，实时的模拟显示。 c)实时报警：根据对于每个数据的分析，然后再对其进行诊断，之后，系江苏信息职业技术学院毕业论文8统再传输数据，上位机对于一些比较重要的环境参数，要进行其实际值以及其参考值的相互比较，并提供针对具体情况的解决方法。d)信息的存储与查询：在温室大棚中，系统可以实时的进行检测和控制；例如，信息（主要是指历史数据）进行存储和输出。数据也可以就所要在的主机系统，生成各种数据，产生报表，这样就十分便于查询数据还有统计数据。e)上位机遥控下位机：PC 可以远程控制终端计算机，把适宜植物生长得的

17、环境参数输入到终端计算机系统中，然后再根据情况将数据发送到下位机，来控制设备。2.3.2 下位机功能： 温室里，实时数据的采集和环境设备的设置以及控制，是由下位机来完成的。单片机的控制面板装置了所收到数据的实时显示，比如想要控制相关的一些设备，例如，通讯端口的通信要求等。a)监控温室环境：监视还有控制温室中有关环境的参数的变化还有不同的现场设备，实时显示数据，然后对数据进行分析，根据早已经设定好了的程序来控制有关设备。b)打印实时的数据：在温室中收集到的实时数据是由下位机印刷设备打印出来的，而且还要作为历史数据进行存储。c)传送和接收数据：对温室中的备用数据根据计算机的需求，由通信线路传输到上

18、位机；而且接收上位机发送的数据还有命令，下位机也可以完成。江苏信息职业技术学院毕业论文9第三章第三章 硬件系统设计硬件系统设计3.13.1 控制中心的设计控制中心的设计3.1.13.1.1 单片机的选型单片机的选型单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，因此，给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。由于体积小，很容易地嵌入到系统之中，以实现各种方式的检测、计算或控制，这一点，一般微机根本做不到。由于单片机本身就是一个微型计算机，因此只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展电路，就可以灵活地构成各种应用系统，如工业自动检测监视系统、数据

19、采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等。20 世纪 80 年代以来，发展迅速，世界一些著名厂商投放市场的产品就有几十个系列，数百个品种。尽管机型很多，但是在 20 世纪 80 年代以及 90 年代，在我国使用最多的 8位单片机还是 Intel 公司的 MCS-51 系列单片机以及与其兼容的单片机。根据要求，这次设计选用 51 系列单片机标准型AT89C51 作为系统的控制中心。3.1.2 AT89C51 单片机概述a)AT89C51 单片机的性能特点AT89C51 与 MCS-51 在原有功能、引脚以及指令系统方面完全兼容。AT89C51 单片机还支持由软件选择的两种节电工作方式，非常适于低功

20、耗的场合。与 MCS-51 系列的 87C51 单片机相比，AT89C51/AT89S51 单片机片内的 4KB Flash 存储器取代了 87C51 片内的 4KB EPROM。AT89S51 片内的 Flash 存储器可在线编程或使用编程器重复编程，且价格较低。AT89C51 的时钟频率以及运算速度有了较大的提高，例如，AT89S51 工作频率的上限为 24MHz，而 AT89C51 为 33MHz。AT89C51 片内集成有双数据指针DPTR，看门狗定时器、具有低功耗空闲工作方式和掉电工作方式。江苏信息职业技术学院毕业论文10AT89C51 型单片机的内部结构如图 3-1 所示，它包含以

21、下功能部件：图 3-1 单片机内部结构图b)引脚配置AT89C51 采用 40 只引脚双列直插，引脚按其功能可分为如下 3 类：（）电源VCC、VSS（）时钟引脚；XTAL1、XTAL2（）控制引脚 RST、ALE/PROG、VP（）I/O 口引脚P0、P1、P2、P3，为 4 个 8 位 I/O 口1电源引脚（1）VCC（40 脚）：+5V 电源。（2）VSS（20 脚）：数字地。2时钟引脚 （1）XTAL1（19 脚）：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。用片内振荡器时，该脚接外部石英晶体和微调电容。外接时钟源时，该脚接外部时钟振荡器的信号。（2）XTAL2（18 脚）：片内振荡器

22、反相放大器的输出端。当使用片内振荡器，该脚连接外部石英晶体和微调电容。当使用外部时钟源时，本脚悬空。P1 口串行口定时/计数器P3 口中断系统数据存储器RAMP2口P0口程序存储器特殊功能寄存器（SFR）运算部件控制部件B微处理器VccVssXTAL1XTAL28888江苏信息职业技术学院毕业论文11.控制引脚（1）RST (RESET，9 脚)复位信号输入，在引脚加上持续时间大于 2 个机器周期的高电平，可使单片机复位。正常工作，此脚电平应 0.5V。当看门狗定时器溢出输出时，该脚将输出长达 96 个时钟振荡周期的高电平。（2）VPP (Enable Address/Voltage Puls

23、e of Programing，31 脚)引脚第一功能：外部程序存储器访问允许控制端。（3）ALE/PROG（Address Latch Enable/PROGramming，30 脚）ALE 为 CPU 访问外部程序存储器或外部数据存储器提供地址锁存信号，将低 8 位地址锁存在片外的地址锁存器中。PROG 引脚第二功能，对片内 Flash 编程，为编程脉冲输入脚。（）并行 I/O 口引脚（1）P0 口：8 位，漏极开路的双向 I/O 口当外扩存储器及 I/O 接口芯片时，P0 口作为低 8 位地址总线及数据总线的分时复用端口。P0 口也可用作通用的 I/O 口，需加上拉电阻，这时为准双向口。

24、作为通用I/O 输入，应先向端口写入 1。可驱动 8 个 LS 型 TTL 负载。（2）P1 口：8 位，准双向 I/O 口，具有内部上拉电阻。准双向 I/O 口，作为通用 I/O 输入时，应先向端口锁存器写 1。P1 口可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。P1.5/MOSI、P1.6/MISO 和 P1.7/SCK可用于对片内 Flash 存储器串行编程和校验，它们分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。（3）P2 口：8 位，准双向 I/O 口，具有内部上拉电阻。当 AT89S51 扩展外部存储器及 I/O 口时，P2 口作为高 8 位地址总线用，输出高 8 位地址。P2 口也可作为普

25、通的 I/O 口使用。当作为通用 I/O 输入时，应先向端口输出锁存器写 1。P2 口可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。（4）P3 口：8 位，准双向 I/O 口，具有内部上拉电阻。江苏信息职业技术学院毕业论文12图 3-2 AT89C51 单片机的引脚配置可作为通用的 I/O 口使用。作为通用 I/O 输入，应先向端口输出锁存器写入 1。可驱动 4 个 LS 型 TTL 负载。表-1 P3 口第二功能定义89C51江苏信息职业技术学院毕业论文13c)存储器的配置存储器的结构特点之一是将程序存储器和数据存储器分开（哈佛结构），并有各自的访问指令。存放程序和表格之类的固定常数。片内为 4K

26、B 的 Flash ，地址为 0000H0FFFH。16位地址线，可外扩的程序存储器空间最大为 64KB，地址为 0000HFFFFH。 3.1.3 时钟电路设计 时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式，一种是内部时钟方式，另一种是外部时钟方式。其内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚 XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器。连接方法如图所示，在反馈电路元件选择石英晶体,电容器,CI 和 C2 30 pf,电容的安装位置应尽量靠近单片机。江苏信息职业技

27、术学院毕业论文14123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Jun-2007 Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌8951.ddbDrawn By:XATL 2XATL 1GND89C51Y1CRYSTALC2C1图 3-3 时钟电路连接图3.1.4 复位电路设计 单片机上电内部寄存器和 I / O 端口设置,以确保操作的可靠性。这个设计使用重置电动如图 3 - 4 所示,它由三部分组成,1、电力自动复位电路;2、手动复位电路;3、外部看门狗电路。电电力将单片机自动

28、复位,自动复位电路和程序操作从一开始。手动复位电路是系统调试或异常,需要使用的时候系统复位时,只需单击按钮来重置系统。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-May-2007Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:CR1VCC2GND3PFI4WDO5RESET6WDI7PFO8U5AMAX706VCCC5CAP231U7A74ALS01WDIRESTR1RES2VCCC12CAPR2RES2VCCS?SW-PB图

29、3-4 复位电路江苏信息职业技术学院毕业论文153.2 数据采集处理电路的设计3.2.1 传感器的选型能够感受规定的被测量，并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置就是传感器。传感器用于代替、补充、延伸人的感觉器官的功能。从科学的角度：传感器用于信息采集。a)传感器的选择及性能指标系统使用的温度、湿度、光、水和地球表面的潜力,湿度传感器,四个系列产品的使用环境:- 10 + 70,0 100% RH;电源:8 24 v 直流, 20 ma;数据传输参数:9600 波特;8 位的数据;1 停止位,最大传输距离:1200 米。传感器性能指标如表 3 - 5 所示。表 3-5 传感器性能指标b

30、)传感器的工作原理下面以 THM101 温度传感器为例介绍其基本的电路结构和工作原理，如图3-6 所示。温度传感器湿度传感器AD 变换器LED 显示MCURS2 接口电源电路供电及信号电缆图 3-6 THM101 温度采集模块的电路结构如图 系统工作时,温度传感器直接将温度信号转化为数字信号,由单片机读取。湿度传感器输出电压信号是由模数转换器转换为数字信号后由单片机读取。单片型号类型性能指标TM101THM101PR-101空气温度采集模块空气温湿度采集模块光量子采集模块温度测量范围：-9.9+70CC温度测量精度：C5温度测量范围：-9.9+70CC温度测量精度：C5湿度测量范围：0100%

31、RH湿度测量精度：RH%5测量范围：02000uom1/s/m2测量精度：%5江苏信息职业技术学院毕业论文16机在整个工作过程的恒定的温度和湿度数据,或者通过 LED 显示屏显示当前的温度和湿度值。传感器模块等其他工作。c)传感器的通信命令和数据格式 101 温度和 湿度采集模块,例如引入传感器通信命令和数据格式。THM101 温度和湿度采集模块的通信采用“电话答复”的方法。平时在工作中,RS - 232接口模块的单片机控制电路在接收状态,一旦接到电话的命令来到公共汽车后,立即地址和命令解析调用的命令,并将地址与存储在 EEPROM 网站的地址,如果地址是符合这个网站,这个网站立即调用指令给定

32、温度或湿度数据发送回复。3.2.2 模数转换器a)模数转换器的选型模数转换技术是一个非常重要的技术在数字测量和控制系统。模数转换芯片种类非常多,选择变频器要从速度还有准确性,综合考虑。通过分析和比较逐次逼近的 A / D 转换器的性能最合适。转换速度和准确度的温和,国内更多使用的是 ADC0808/0809 ADC0801 等。选择这里的广泛应用逐次逼近 ADC0809 芯片。ADC0809 配置如图所示。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-M ay-2007Sheet of File:C:Documents and

33、SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A25IN-64ADD-B24ADD-C23IN-75ALE22ref(-)16ENABLE9ST ART6ref(+)12CLOCK10U?ADC0809图 3-7 ADC0809 管脚配置b)ADC0809 引脚配置及其接口电路设计图中多路开关可选通 8 个模拟通道，允许 8 路模拟量分时输入，共用一个A/D 转换器进行转换，这是一种

34、经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对 A、B、C 3 个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其江苏信息职业技术学院毕业论文17abfcgdeDPY1245679abcdefg10dpdpcom3com8转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，。3.3 人机对话接口电路设计3.3.1 LED 显示接口电路的设计 通常在微机测控系统中,显示的信息,包括一个显示的数据和信息等。其中一个常用的显示是:LED 发光二极管显示也被称为发光数码管,液晶 LCD 和 CRT图形显示等。相比之下,并考虑系统的功能,在这里选择简单和常用的七段数码显示、LED 数

35、码管形状如图 3 - 8 所示。其外部有 10 针,包括 3、8 针为公共(也称为可选侧段销的其余部分。由于 LED显示屏工作电压较低,体积小,低消费、宽工作温度范围(30 + 85),使用寿命长图3-8 LED 引脚图约十万小时，成本低、机械强度高、亮度适中,灵活配置很容易与 TTL 数字逻辑电路和单片机接口简单,方便,可以直接连接销,响应速度快,丰富的色彩和其他特征,是最常用的智能仪表,显示的输出指标和数据可以显示的信息。3.4 信号调理电路信号处理你的数据采集设备转化成一套完整的数据采集系统,它是通过帮助你直接连接到一个广泛的传感器和信号类型(从热电偶到高电压信号)。整体性能和准确性的关

36、键信号处理技术的数据采集系统可以 10 次。江苏信息职业技术学院毕业论文18信号处理简单来说是被测信号通过放大、滤波等操作为标准信号采集设备可以识别。指的是使用的内部电路(如过滤、转换器、放大器等)。改变输入信号类型和输出。因为一些工业信号是高电压、电流、浪涌,等等,不能正确识别系统,必须澄清调整。 一般采集卡与可编程增益,但对信号处理,你要取决于收集的特征信号,如果信号很小,将信号放大处理采集卡的范围是确定如果干扰较大,考虑过滤前集合。信号电路如图 3 - 9 所示。 12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-May-20

37、07Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:761U4BCA139542312U4ACA139R10RES1R12RES1R9RES112345J3CON5R3POT1CE19A 06A 17A 28A 39A 416A 517CP18IN 021IN 122IN 223IN 324IN 44IN 53IN 62IN 71VOUT11SCALE ADJ12U?PLUGR?POT1A00A01A02CPPCEEX013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9

38、VEE7X3U?4051A03A04A05INHGNDA03A04A05+12VGND图 3-9 反向比例电路第四章第四章 电气控制电路设计电气控制电路设计4.14.1 电气控制电路电气控制电路4.1.14.1.1 电气控制电路的设计电气控制电路的设计现场的温室控制设施:水泵、风扇、遮阳帘和侧窗,等。树荫下窗帘,侧窗中的电气控制考虑机器的积极和反向。主电路如图4 - 1所示,控制电路如图4 - 2所示:江苏信息职业技术学院毕业论文193333 遮荫帘 排风扇 水泵 侧窗 图 4-1 主电路设计图4-2 控制电路设计图4.1.2 工作原理在图 4 - 1 主电路的电气电路,可分为 M1,M2,M

39、3,M4 四部分,控制循环可以分解成相应的四个基本环节。四个基本链路控制电机 M1,M2,M3,M4。下面描述遮阳窗帘 M1,例如,控制过程如下:开关断路器关闭了 QS,按下开始按钮 SB2,接触器 KM1 吸引线圈电,其主江苏信息职业技术学院毕业论文20要接触 KM1 关闭,M1 是遮阳帘电机。同样,摁下按钮 SB3,由于改变了极性两相的三相电源,电动机停止前进,逆转。按下停止按钮 SB1,吸引了接触器的线圈,其主要接触,遮阳帘电机 M1 失去电力关闭。江苏信息职业技术学院毕业论文21第五章第五章 软件设计软件设计5.15.1 软件设计工具的选用软件设计工具的选用5.1.15.1.1 编程语

40、言的选用编程语言的选用本系统的开发使用的语言是Visual Basic(VB)。VB语言是一个面向对象的Windows应用程序开发工具,它是基于对象并使用事件驱动机制实现事件反应的Windows操作系统,效率高,简单,容易学习和强大的功能。Visual Basic提供了大量的控件,可用于界面设计和实现各种功能,程序员可以通过铸造操作用户界面设计。使用现有的技能和技术,将能够创建传统的客户机/服务器,网络,和微软事务服务器可重用的ActiveX组件的体系结构。本设计中用到了Visual Basic中以下几个主要控件：表5-1 本设计常用到的控件控件名称主要作用Data控件数据控制允许从一个记录到

41、另一个记录,并显示和操作的数据连接控制记录DataGrid控件数据网格控制是最基本的数据交互控制之一,是数据源和用户之间的接口DataCombo控件数据组合控件组合框是一个数据绑定,它由一个额外的数据源自动填充字段,并且可以选择性地更新另一个数据源的字段在一个相关的表MSCHART控件它的功能是将表添加到应用程序中,使用它来创建文章,包括线、馅饼等不同类型的2 d或3 d图表5.1.25.1.2 数据库的选用数据库的选用使用微软 Access2003 数据库平台。是一个中小型数据库管理系统,简单易用,功能强大,与其它数据库有一个良好的界面。用户可以轻松地使用和数据库,如创建和编辑数据表、设计和

42、使用各种工具来查询查询操作,设计和使用的形式,生产、设计和打印语句,使用宏,网页的设计和使用等。 数据库,不仅可以处理自己还可以处理一些其他数据库系统管理软件建立数据库文件,可以识别数据库,信息技术的应用,Btrieve 格式文件,如数据库,并支江苏信息职业技术学院毕业论文22持开放数据库连接(ODBC)标准的 SQL 5.25.2 软件设计软件设计5.2.15.2.1 软件设计的总体框架软件设计的总体框架总体框架的设计目的是按照完成任务。远程参数监测模块,远程设备控制模块、数据库信息管理模块和一个用户注册和登录模块。远程参数监测模块,主要功能是实现机器的数据存储在数据库中,并显示在用户界面的

43、同时,这些参数包括温度、湿度、光、表面温度、水和潜力,地形、编号和测试的日期和时间数据的温室等等。任务是数据库信息管理模块、历史数据的数据库管理和操作,包括添加温室和标准的函数参数设置,通过参数和标准数据比较的时候,终于知道操作者的操作行为。用户注册和登录模块,主要是为了防止非工作人员的操作系统和数据库信息的破坏,为了安全,所以应该设置一个注册的用户界面,通过接口远程温室监控系统操作和管理。各个模块之间的关系如图 5 - 1 如下所示:主界面远程参数监控模块数据库信息管理模块远程设备控制模块用户登陆注册模块温度湿度光照度地表湿度地势水势排风扇侧窗气泵温度编号遮荫帘图 5-1 模块结构图5.2.

44、2 各个模块的细化a)远程参数监测模块江苏信息职业技术学院毕业论文23远程参数检测模块是系统的核心模块,操作员主要通过模块来完成整个系统的控制和操作。机器的数据到电脑后,系统将首先从数据存储在数据库表中相应的字段,然后实时显示在用户界面。该模块的流程图如下 5 - 2 所示。开始是否有新数据是否选择温室数据显示结束NNYY图 5-2 远程参数检测模块b)数据库信息管理模块 数据库信息管理模块的功能是实现数据库管理和操作的各种参数,以确保数据的安全运行,通过此模块可以设置标准等参数值的数据,您可以添加一个新的温室,完成所有数据库表中的数据。模块设计流程图如图 5 - 3 所示。开 始新增加温室该

45、温室存在？创建新记录集NY江苏信息职业技术学院毕业论文24图 5-3 数据库信息管理模块c)远程设备控制模块在远程设备控制模块的功能主要是机器的一些数据分析后的设备由操作员根据温室远程控制的具体情况。当模块控制应该首先了解设备的运行状态,并根据状态判断设备的远程控制。控制流程图如 5 - 4 所示。开 始新增加温室该温室存在？创建新记录集NY图 5-4 远程设备控制模块d)用户注册和登录模块用户注册和登录模块,主要是为了防止非工作人员的操作系统和数据库信息的破坏,为了安全,所以应该设置一个注册的用户界面,通过接口远程温室监控系统操作和管理。必须首先确定数据库的用户是否存在,如果存在,所以如果密

46、码是正确的。如果有一个新用户注册,应首先确定一个新的用户名和原始用户名重复。然后完成添加一个新用户。用户注册和登录的流程图如 5 5 所示,和 5 - 6。江苏信息职业技术学院毕业论文25添加新用户判断此用户是否存在添加用户密码修改数据库信息结束YN图 5-5 用户注册用户登录该用户是否存在密码是否正确登录成功输入密码YNYN图 5-6 用户登录5.35.3 建立一个人机交互界面建立一个人机交互界面人机交互界面称为用户界面,是指人们与系统交互的方式和方法。人机交互界面是用户远程抄表系统面向用户的视觉窗口。一般窗口是一个直观和适当的操作,功能强大,反映快速的人机交互界面,它可以大大提高系统的实用

47、性和活力。江苏信息职业技术学院毕业论文265.3.1 人机交互界面的基本概念 人机交互界面设计主要是为了解决人机交互相关的用户分析、任务分析、开发过程的相互作用等问题。友好的人机交互界面的设计原则是:确定使用对象,用户控制、直接、敏捷性、一致性、反馈、清晰、美观性,宽容,易用性,象征性的。5.3.2 人机交互界面的组成一般来说,人机交互界面,窗口菜单,图形,按钮和对话框。细节见表5 - 2:表5-2 人机交互界面的组成组成说明窗口文章标题栏、菜单栏、移动(横向和纵向),状态栏,和控制杆;微软的Windows操作系统可以调用窗口技术的典范。菜单常见的菜单包括:菜单,弹出菜单栏,下拉菜单、图标、菜

48、单、等等,用户主要是通过鼠标点击的操作菜单,键盘或触摸屏图表是一种常见的图形界面对象,它是一个小的,简洁的图形符号。它的设计是基于隐喻的概念和仿真。图标可以帮助用户方便地通过接口调用函数按钮常见的按钮有:Windows、闪烁的按钮,按钮动画风格图形按钮,热点(Hotspot)按钮,文本按钮、图形按钮,等等对话框是一个弹出窗口,当系统运行时,除了各种选项和关键操作,系统还可以需要提供一个对话框,允许用户输入更详细的信息,并通过与用户交互的对话框。它也是一个完整的系统多媒体交互式接口技术的特点之一。5.3.35.3.3 系统中各界面的创建系统中各界面的创建a)主界面的设计系统主界面由标题栏、菜单栏

49、、主体和状态栏。接口是温室远程监控系统江苏信息职业技术学院毕业论文27的总体外观。在相应的窗口中,点击按钮会弹出这个时候管理可以在窗口进行相应的操作。 界面设计是使用 Visual Basic 语言文档表单设计的想法,首先,VisualBasic项目,然后创建一个新 Windows 窗体,命名 Form1。标题栏的形式将温室远程监控系统。一种形式的背景属性设置背景像。除了添加 MainMenue 控制,然后输入所单项:远程参数监控、数据库和信息管理、用户注册、远程设备控制、历史、信息查询等形式如图 5 - 7 所示的接口。图 5-7 主界面b)子界面的设计当主窗口界面设计后,接下来的工作是设计

50、中的每个按钮在菜单栏主要形式对应的弹出子窗体。监测的参数在弹出窗口输入温室的基本参数的信息。(1)远程参数检测窗口的设计监视窗口的动态参数的设计步骤如下:步骤1:添加一个新的Windows应用程序项目。第二步:将窗口的标题栏“动态参数监测。最大化,最小化按钮设置为“False”。江苏信息职业技术学院毕业论文28第三步:打开“工具箱”窗口,数据网格控件中添加Form2形成DbCombo控制和两个数据控件。用于绑定一个温室数据库表数量,另一个用于绑定参数分布数据库表。第四步:设置每个控件的属性。比如连接数据源名称、数据源的字段,等等是绑定。具体设计界面如图5 - 8所示。图5-8 远程参数监测界面

51、设备控制界面的设计接口的功能是:温室参数和设备运营商基于当前状态的信息,如控制远程设备的运动,达到调整一些参数温室的目的。界面的设计如图5 - 9所示的屏幕。江苏信息职业技术学院毕业论文29图5-9 设备控制界面数据库管理界面的设计 通过适当的接口实现数据库的统一和有效的管理。当需要增加温室可以添加通过接口完成温室,与此同时,新创建的一组记录数据库。可以在任何时候修改所有参数值的温室,促进与电流进行比较,来指导操作员的工作。其形式结构如图 5 - 10 所示。江苏信息职业技术学院毕业论文30图5-10 数据库管理界面新用户注册窗口的设计 为了使不同的运营商系统的管理和维护,可以设计一个新用户注

52、册界面,增加运营商的数量,接口与用户数据表在数据库中。图 5 - 11 所示。图 5-11 新用户注册界面用户登录界面的设计江苏信息职业技术学院毕业论文31 用户登录界面是人机交互界面的远程监控系统,它的主要功能是提供安全与稳定,简单明了,操作方便用户环境,用户通过远程监控系统可以实现对温室数据监测和控制的温室设备。启动程序,首先弹出窗口。通过合法的输入用户名和密码,可以进入操作系统的接口。结果如图5 - 12所示。图5-12 用户登录界面历史数据查询窗口的设计 界面主要完成查询历史数据和历史数据的图形显示。操作员可以随时知道经过一段时间的温室参数的各种变化。第 5 - 13 所示图。江苏信息

53、职业技术学院毕业论文32图5-13 历史记录打印界面 5.3.4 主要控件功能的实现主要控制程序的使用包括:菜单控件,用户登录、新用户注册,数据库连接控制,MsChart控制,和温室参数,根据历史记录的查询,历史数据的图表示等。a)建立与数据库的连接有不同的方式连接数据库,是一种常用的方法是使用数据向导,使用数据适配器组件建立连接,可以读取数据库中的数据。毕业设计是用于数据库访问数据库、数据表和各种控制是通过数据控制的连接。b)用户注册和密码登录界面功能的实现用户注册和登录界面,主要是为了防止非工作人员的操作系统和数据库信息的破坏,为了安全,所以应该设置一个注册的用户界面,通过接口远程温室监控

54、系统操作和管理。必须首先确定数据库的用户是否存在,如果存在,所以如果密码是正确的。如果有一个新用户注册,应首先确定一个新的用户名和原始用户名重江苏信息职业技术学院毕业论文33复。然后完成添加一个新用户。其界面控件设置如上所示5 5、5 - 6。具体码:见附件江苏信息职业技术学院毕业论文34结结束语束语本毕业设计是一个很大的大学学习内容的总结。经历软件开发的整个过程,在每一个步骤来解决问题和解决方法。毕业设计通过熟悉设计内容和理解系统的各个模块之间的关系,收集大量的信息数据,上位机的总体设计流程图,流程图的每个模块的细化和分析尽量修改模块包括所有情况在系统操作的过程中,熟悉编程开发工具的使用(V

55、B语言和数据库),计算机应用和程序模块与其他同学这样一个过程。由于毕业设计时间较短,所以两个月的时间让整个系统调试和运行正确,是很困难的。因此,软件设计工作完成的系统详细的流程图,根据流程图的总体框架设计人机交互界面的结构,和内部的特定功能只是部分属实。毕业设计使用的整个过程主要包括基础知识在大学学到的知识。此外,参考大量的相关信息在图书馆,和大量的记录,学到了很多在课堂上没有的知识,扩大自己的知识,而且还学习专业知识有更深入的理解,提高他们的自主学习能力和实践能力,使自己深深意识到自我创新的重要性,在软件开发的过程中,加强每个团队成员之间的相互合作的重要性。为未来的学习和工作奠定了良好的基础

56、。江苏信息职业技术学院毕业论文35致谢致谢 经过一学期多的设计,终于走到尽头,事实上,设计完成,除了个人的研究,没有很多人的帮助。首先,感谢我的导师老师,云的高度高老师给了我的设计思路,让我有计划地研究,在后期设计过程提供指导。第二,在设计的过程中我的同学也给了我很大的帮助,当我在实验室里一个神秘的问题,旁边的同学总是能给我想法或在其他方面帮助。在整体的设计中,同一宿舍的室友也给了我很大的帮助,经常在夜深人静的时候,也能看到卧室周围的人在一起我的研究中我不能解决这个问题。这一发现问题和解决问题的过程中,我不仅提高自己,也获得了很多的、趣在毕业,再次感谢所有关心我的老师和同学。江苏信息职业技术学

57、院毕业论文36参参 考考 文文 献献1 梁婧宇.智能温室环境温湿度测控系统的研究与设计D.太原：太原理工大学，20052张艳丽，杨仁弟.数字温湿度传感器 SHT11 及其应用J.工矿自动化, 2007，(03)：113-115.3张昱，陆文龙，宋治文.遥控式土壤温、湿度数据采集仪的研制开发J.天津农业科学, 2006，(03) ：42-43.4张冬林，林李鑫，戴梅，全雷旺.基于 DHT11 的低成本蚕室温湿度自动控制系统的设计J. 现代农业科技，2010，（18)：14-15.5钟晓伟，宋蛰存.基于单片机的实验室温湿度控制系统设计J.林业机械与木工设备， 2010，38(01)：39-42.

58、6倪天龙.单总线传感器 DHT11 在温湿度测控中的应用J.单片机与嵌入式系统应用,2010，(06)：60-62. 7 沙占友，薛树琦，葛家怡.湿度传感器的发展趋势J.电子技术应用，2003，29(07)：6-7.8 喻晓莉，杨坚，倪彦.湿度传感器的选用及发展趋势J.自动化技术与应用，2009，28(2)107-110. 9 易顺明.基于单片机的大棚温湿度控制系统设计J.现代电子技术，2011，34(07)：55-58.10 张明洋.基于 AT89C51 单片机的温室大棚温湿度测控系统J.黎明职业大学学报，2007，（02) ：25-30. 江苏信息职业技术学院毕业论文37附附录录新用户注册

59、如下：Private Sub Command1_Click()If Text1.Text = Then exitmsg = MsgBox(请输入用户名！, 0 + 64, 提示窗口) ElseIf Text1.Text = Data1.Recordset.Fields(操作员) Then exitmsg = MsgBox(此用户名已存在，请重新输入！, 0 + 48, 提示窗口) Text1.Text = Text2.Text = Text1.SetFocus ElseIf Text2.Text = Then exitmsg = MsgBox(请输入密码！, 0 + 32, 提示窗口) Tex

60、t2.SetFocus Else 保存操作员及密码 Data1.Recordset.AddNew Data1.Recordset.Fields(操作员) = Text1.Text Data1.Recordset.Fields(密码) = Text2.Text Data1.Recordset.Update 更新记录 Data1.Refresh Text1.Text = : Text2.Text = exitmsg = MsgBox(操作员设置成功！, 0 + 48, 提示窗口)End IfEnd Sub用户登录代码如下：Private Sub Command1_Click()If Data2.Recordset.BOF = False Then