基于51单片机的蔬菜大棚温度采集控制系统设计与应用.doc

基于51单片机的蔬菜大棚温度采集控制系统设计与应用

内容摘要

由于科技的飞跃，我国大棚的温度调控技术水准也获得了显著的提升。单片机以其自身优势脱颖而出，在温度调控过程中施展出重要的作用，以使菜农获得大棚内实时温度测量的结果和对温度的调控。

本文采用51单片机作为主控制器，设计了一款蔬菜大棚温度采集控制系统。本系统分为硬件电路设计和软件程序设计，硬件设计主要包括单片机电路、温度检测单元、显示模块电路、蜂鸣器报警电路、机械控制电路模块以及键盘输入模块电路设计；软件程序设计方面采用DS18B20数字温度传感器来采集温度信号，采用MDK5设计了单片机的程序，控制本系统实现了多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。

关键词：温度采集；单片机；温度控制

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 4

1.1课题的背景及意义 4

1.2国内外发展现状 5

1.2.1国外温室温度控制发展现状 5

1.2.2国内温室温度控制发展现状 7

1.3本文的主要内容 8

2系统整体方案设计 8

2.1设计要求 8

2.2方案设计 9

2.3器件选型 10

3硬件系统设计 11

3.1系统芯片介绍 11

3.2硬件电路设计 11

3.2.1单片机电路设计 11

3.2.2温度检测单元设计 12

3.2.3显示模块电路设计 12

3.2.4键盘输入模块电路设计 13

3.2.5机械控制电路模块设计 14

3.2.6蜂鸣器报警电路 15

4软件程序设计 16

4.1系统控制流程图 16

4.2控制程序的设计 17

4.2.1DS18B20测温读取子程序 17

4.2.2写入子程序 18

4.3仿真 19

5结论 20

参考文献 21

附录1 23

附录2 24

1绪论

1.1课题的背景及意义

近年来，智能农业发展迅速，在工业和学术界都引起了越来越多的关注。中国已经通过机械化，人工智能，信息等多种手段来促进农作物的生产[1]。如温室栽培技术广泛用于农业生产。通过互联网和传感器技术收集温室温度和湿度，在土壤湿度，植物光照等信息方面，农民可以实现精细管理，例如天窗的开闭，温室温度和湿度以及光强度的控制[2]。可以通过物联网收集植物各个阶段的生长信息，使农民获得更高质量的农产品。使用Zigbee技术对蔬菜大棚进行远程监控。它可以节省大量的布线成本，节点设置灵活，人机界面好。因此很方便农民可以在房间内进行远程监控。因此该系统具有广阔的市场前景。

农民使用以前的古老和传统的农作物种植方法，这需要大量的辛勤工作和关注。另外，以低劣的质量和较低的生产率获得农作物的结果。由于旧方法需要大量的辛苦工作并且它们是时间消耗的，因此这导致难以实施传统的栽培技术。温室提供了自动有效的控制技术，以改善农作物的生长速度。这将减少空地上种植农作物所需的人力。以获得最佳的生长和生产力。现在，众所周知，约有95％的植物，无论是农作物还是经济作物，都种植在气候条件极为不利的露天土地上，导致农作物生长不佳。因此，在自然环境条件下种植植物特别需要温室。不同的环境因素导致植物生长发育。环境由多种因素组成，例如光线，温度，湿度，CO2直接或间接产生的气体在植物的连续生长中起重要作用。在某些情况下，恶劣或薄弱的环境会通过提供疾病而损害植物。因此，有必要更好地了解可能影响植物发育的气候因素，并可以采取适当的措施来预防这些问题。参数的不平衡会导致作物生长的各种疾病。为了克服这些疾病，需要控制环境参数。因此，该系统是基于无线通信而构建的，该无线通信稳定且适用于各种农业站点中的数据采集和设备控制[2]。

环境条件主要负责植物或农作物的生长。环境由许多不同的因素组成，包括光线，环境温度，土壤温度，湿度，土壤湿度和CO2，它们可以直接或间接影响植物的自然生长。这些气候因素在植物生长的质量和生产力中起着重要作用。在某些情况下，恶劣的环境条件可能直接或间接损害植物。如今，嵌入式系统方法来监视温室已经变得非常重要，尤其是对于监视和控制温室系统而言。对这些气候因素的充分了解可使种植者更加了解可能影响植物发育的任何潜在问题，并可以采取适当的措施来防止这些问题的发生。同时，如果这些参数的值不断变化，那么也会导致农作物病害。在木瓜的情况下，80-85％的高湿度和24-26℃的温度范围会导致白粉病的发生，因为木瓜的叶子上会出现小的