蔬菜温室大棚温湿度控制系统解决方案设计

精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------蔬菜温室大棚温湿度控制系统解决方案设计摘要阐述了基于单片机STC12C5A60S2控制和温湿度传感器DHT11感测数据的温湿度控制系统工作原理及软、硬件设计。关键词温室大棚；温湿度控制；单片机；传感器 DTH11随着农业产业规模不断扩大和大棚技术的不断普及，温室大棚数量不断增多。温湿度控制是蔬菜大棚一个重要的控制环节。温湿度太低，蔬菜会被冻死或停止生长，因此应将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内悬挂温度计，工人根据读取的温度值调节大棚内的温度；而湿度控制只能依据工人的经验做出判断是否需要灌溉。这种靠人工控制温湿度的方式方法，既耗人力，又不精确，传统的温湿度调控措施表现出极大的局限性。笔者设计了基于单片机STC12C5A60S2和温湿度传感器DHT11采集数据的温湿度控制系统。温湿度控制系统基本工作原理系统核心架构如图 1所示，单片机 STC12C5A60S2通过温湿度传感器 DHT11采集蔬菜温室大棚里的温度和湿度参数，并同时显示于显示模块和上位机电脑上。操控者既可以通过上位机输入控制指令实现当前和历史温湿度查询， 也可以现场通过温湿度显示模块观察当前温湿度读数， 并通过上位机远程设定和修改适合蔬菜生长期的温湿度阀值。系统根据当前温湿度阀值驱动继电器， 控制执行机构进行相应操作，达到控制蔬菜温室大棚温湿度的效果［ 1－2］--------------------------------------------------------- 精品 文档---------------------------------------------------------------------精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------温湿度控制系统硬件设计系统采用模块化设计，方便系统的升级、功能扩展或根据用户需求而定制和改造不同功能模块，既方便了设计、调试和维修，也大大增强了系统的实用性。2．1温湿度数据采集电路采用DHT11数字温湿度传感器采集温室大棚的温湿度。 它是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，具有品质卓越、响应快、抗干扰能力强、体积小、功耗低、性价比高等优点，信号传输距离可达 20m以上，是各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。系统温湿度数据采集电路如图 2所示--------------------------------------------------------- 精品 文档---------------------------------------------------------------------精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2．2温湿度控制电路温湿度控制电路利用单片机 P1口的P1．0～P1．4控制三极管的通断电，继而控制继电器的通断电，达到准确控制执行机构进行相应操作的目的。由图 3可知，通过继电器控制大功率热源灯或暖炉达到升温目的。温度控制和湿度控制电路的原理如图 4所示，两者原理图相同，只是控制端输入信号不同。图中直流电机可以实现正转和反转，当 2个三极管基极分别接P1．0、P1．1时，实现对温室内部采暖、通风设备的控制，达到升温或降温的目的；当2个三极管基极分别接 P1．2、P1．3时，实现控制水阀开关以控制喷淋系统，达到控制蔬菜温室大棚湿度的目的。另外，系统控制部分与执行机构部分供电系统采用分离式， 这样既增加了系统的安全性，又为驱动大功率设备或高压用电器提供方便。--------------------------------------------------------- 精品 文档---------------------------------------------------------------------精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 精品 文档---------------------------------------------------------------------精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2．3通讯模块电路当前微机系统，采用 RS-232接口实现远距离串行传输数据，单片机采用 5V的TTL电平。RS-232电平与TTL电平不兼容。如果两者直接相连，会使数据出现较大失真，这是绝对不允许的。为了实现单片机与上位机计算机之间通讯，系统采用MAX232芯片进行电平转换，其转换电路如图 5所示。由图5可知，RS-232接口只使用了3根信号线：地线、接收线、发送线。上位机通过RS-232接口发送信号经由MAX232转换后变成TTL电平信号，从而被单片机串口所接收。D24和D23分别是发送和接受的指示灯，上位机与单片机通讯时，它们会闪烁，以便系统调试维护。温湿度控制系统软件设计本系统采用C51语言进行模块化编程，主要由主程序、串口中断服务程序、DHT11编程应用子程序（包括2个：一个为从DHT11读取温湿度数据子程序、一个为判读DHT11数据线上电平子程序）等组成。在此，给出系统主程序流程图和DHT11编程应用流程图。3．1系统主程序流程图6为片上主程序流程，程序一直在这个流程中重复运行， 除非出现了串口中断--------------------------------------------------------- 精品 文档---------------------------------------------------------------------精品文档就在这里-------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------或定时器中断。串口中断给主程序main（）发控制指令并修改check（）子函数里用到的温湿度阀值。（由于中断有专门的中断服务程序处理，故主程序流程中并未出现中断服务程序的流程）。温湿度传感器 DHT11技术参数及其各种时序图网上有不少资料可供参考。由于DHT11数据读取部分是系统软件设计最关键部分，这里给出温湿度读取子函数read（）流程（图7）及电平判断子函数 count（）流程（图8）。其中，DA为总线电平。--------------------------------------------------------- 精品 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