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基于C51单片机的大棚温度自动调控系统的设计

【摘要】本系统是一个自动测温控温系统。主要采用ATB9C51单片机，以及温度传感器

DS18B20，将采集到的实时温度通过串口向单片机进行传输，对温度进行实时监测，并将通过键盘设定

的适合大棚植物生长最佳的温度。最后将测得的结果发送到数码管显示出来。该系统对所测得的温度

值进行分析，自动驱动相应的降温或加热设备，以达到对温度智能控制。在实际运用中我们就能够免

除温度过高或过低给我们带来的经济损失。

1.前言

1.1、系统的运用和实际意义

在随着农业现代化的发展，名贵蔬菜栽培工程因其涉及学科广、科技含量高、与人民生活关系密切，

己越来越受到世界各国的重视。这也为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇，并产生巨大的推

动作用。我国的现代化温室是在引进与自我开发并进的过程中发展起来的。温室是植物栽培生产中必不

可少的设施之一，不同种类名贵蔬菜对温度生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其

生长的封闭的、良好的生存环境，根据市场的供求关系，提早或延迟最佳食用期，最终将会给我们带来

巨大的经济效益。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。

随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。控制系统由中央控制装置、终端控制设

备、传感器等组成。终端控制设备向中央控制装置输送检测信息，根据中央控制装置的指令输出控制信

号，使电器机械设备执行动作，实现温室环境调节。

1.2、系统设计任务及要求

1.2.1、设计任务

设计一个基于单片机可以自动监控、调控大棚内温度的智能系统。

设计后的温度检测系统，通过外部设备控制设置温度，并能直接显示出来设置温度和当前温度。

若温度没达到设定的温度，系统都能够自动的调节温度，当温度低于设定温度值时启动加热设备，当温

度高于设定温度值时启动降温设备，使得菜棚可以控制有利于植物生长的最佳温度，实现智能恒温控制。

1.2.2、设计要求

（1）通过按键可以任意设置大棚内的温度。

（2）能检测当前大棚内的实时温度。

（3）能用数码管显示调节设置的温度值，和当前实时的温度值。

（4）能智能调节大棚内的温度，使当前温度等于设置的温度值。

（5）调节后的大棚内的温度与按键设置的温度，正负误差不能大于1度。

（6）温度显示的最小精度为1度，升温、降温阶段的温度控制精度要求为1度，保温阶段温度

控制精度为1度。

（7）智能系统的温度的加热，散热系统。分别为电炉丝加热，开启风扇和打开大棚门窗通风散

热。

2、系统结构设计

2.1系统框架

本设计系统包括温度传感器，键盘输入控制模块，输出控制模块，温度显示模块和温度调节驱动

电路五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控。

系统由51系列单片机AT89C51、按键、DS18B20温度采集、数码管显示，电源，电动机散热，灯泡加

热模块等部分构成。单片机部分包括时钟电路、复位电路；按键部分能够实现对温度的调整设定。四个

按键的功能分别为:加10度、加1度、减10度、减1度。温度采集部分包括温度传感器、BCD码转换。经软

件处理后送至7段共阴数码管显示。电源部分共输出5V电压给各个芯片提供电源。

2．2系统功能方框图2-1

DS18B20温度采集单

数码管显示

片

键盘预设温度

机继电器控制

自动调节温度

电源

2-1系统功能方框图

2.3系统功能说明

（1）能够用数码管同时显示测量的温度和预设的温度，显示位数4位，分别预设温度的十位，

个位测量温度的十位，个位。

（2）可以手动通过按键