大棚温湿度自动控制系统

重庆三峡学院毕业设计（论文）题目大棚温湿度自动控制系统院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化年级2010级学生姓名学生学号指导教师吴光杰职称教授完成毕业设计（论文）时间2014年4月目录一、绪论................................................................11.1课题背景.........................................................11.1.1国外温室发展历程及现状.....................................11.1.2国内温室发展历程及现状.....................................11.2研究目的及意义...................................................2二、系统的整体设计方案..................................................22.1系统的设计分析...................................................22.2系统的设计的具体内容.............................................32.3系统硬件电路整体框架图...........................................32.4系统硬件总体电路图...............................................4三、大棚温湿度自动控制系统硬件系统设计与选型............................43.1单片机的选择.....................................................43.2温湿度数据采集系统的选型及简介...................................63.2.1温湿度数据采集系统的选型...................................63.2.2DHT11温湿度传感器的资料简介................................63.3LCD1602液晶显示模块介绍........................................103.3.1LCD1602液晶显示器基本介绍.................................103.3.2LCD的基本参数及引脚功能...................................103.3.3LCD1602显示屏电路图.......................................113.4时钟系统........................................................123.5复位电路........................................................123.6键盘电路的设计..................................................133.7报警电路的设计..................................................143.8控制电路的设计..................................................14四、大棚温湿度自动控制软件系统设计.....................................154.1软件设计整体流程图..............................................154.2按键处理子程序的设计............................................154.3报警子程序设计..................................................16五、综合调试...........................................................175.1硬件调试........................................................175.2软件调试........................................................17六、成品效果展示.......................................................18结论...................................................................19致谢语.................................................................19参考文献...............................................................20附录Ⅰ大棚温湿度自动控制系统软件程序..................................22附录Ⅱ大棚温湿度自动控制系统原理图....................................362014届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）I大棚温湿度自动控制系统名字（重庆市三峡学院机械工程学院系机械设计专业2010级重庆万州404000）摘要现今，对于人们来说，温室大棚是再熟悉不过的了，因为现在大棚技术广泛应用于我们生活中，其中像很多水果、蔬菜、花卉等都是由大棚温室栽培而来。如何利用自动检测及自动控制系统对大棚的环境因子进行控制，以达到种植产物所需环境，从而提高效益，对我国温室的发展有不可估量的重要意义。该设计采用STC89C52单片机作为核心处理系统，温湿度监测模块DHT11作为温湿度数据采集系统，这样就可以通过单片机进行处理和发出指令让各个执行机构作出相应动作，从而实现大棚温湿度值的自动调节。同时该系统采用LCD1602液晶显示。其具体为由DHT11采集大棚温湿度，然后传入STC89C52单片机进行处理。当温湿度不在作物最适生长环境时，报警器报警，同时控制继电器开关开启或断开加热设备、加湿设备。从而实现对大棚温湿度的自动控制，以达到作物最适温度值。本系统具有系统稳定可靠、传输距离远、测量准确、功耗低、维护简单等优点。并且该文章在其他相似领域也有一定参考价值。关键词大棚温湿度传感器自动控制STC89C522014届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）1一、绪论1.1课题背景1.1.1国外温室发展历程及现状在国外，罗马是最先进行温室栽培的国家，在公元时代的初期，罗马就把透明的云母片覆盖在黄瓜上，来让它快速的成熟。到了15~16世纪，法国、英国、荷兰等国家开始应用比较原始的温室来生产当季蔬菜和水果；在17~18世纪，法国、英国、荷兰等国家又都纷纷开始建造用玻璃建造的温室。到了19世纪初，英国就开始全身心投入到温室的加温设备和屋面的坡度对温室的进光量影响的研究，其最后研制和开发了双屋面的玻璃温室，其主要用于种植水果和蔬菜，例如：柑橘、甜瓜、黄瓜、葡萄、甜橙、凤梨等作物。后来，到了19世纪后期，温室栽培技术就从欧洲传到了世界的各地，并逐渐普及开来并得到广泛应用。20世纪60年代，现代温室在世界各国都得到了逐步的完善并快速发展。现代设施园艺发达国家的现代温室大都以大型连栋温室为主（只有我国仍以日光温室为主）。从20世纪70年代以来，由于西方发达国家在设施农业上对用户大量投入和补贴，所以设施农业迅速得到发展。到目前为止，全世界由塑料薄膜做成的温室约有60万2hm，在亚洲地区较多；欧美地区则主要以玻璃温室为主，其玻璃温室达400002hm；全世界的新型覆盖材料聚碳酸酯板温室多于100002hm。而目前以荷兰作为代表的欧美国家，他们的设施园艺规模很大，并且自动化程度比较高、生产的效率非常高，温室内影响作物生长的各种因素比如：光、水、气、肥等都实现了智能化的控制。在荷兰，他们的人均耕地比较少而且土地资源也非常的紧缺，他们就主要发展现代设施园艺和养殖业，在世界上，它的设施园艺是最发达的。到目前，荷兰的温室面积、规模、水平都排在世界前列。现有现代玻璃温室达110002hm，占世界玻璃温室面积的41，温室蔬菜产值占他们国家蔬菜生产总值的43。荷兰是世界第一大花卉出口国，其花卉生产也主要是依靠温室。但是，荷兰并没有专门从事温室制造的企业，只有一些生产配件的厂家，覆盖材料及保温材料全由比利时、瑞典等国提供进口。另外以色列的现代温室也非常先进，它可以根据作物对环境的不同要求，通过计算机来自动检测环境和对其进行自动的调控，实现温室的环境随时保持在作物的最佳生产环境之中，从而实现高产，以满足人们的需求。近几年，美国、日本等国采用人工补充光照、网络通讯技术和视频技术对温室环境进行远程诊断和控制，由机械手进行移栽作业，是世界最先进的全封闭式生产体系。1.1.2国内温室发展历程及现状在世界各国当中，我国是最早运用温室栽培的国家，早在2000多年前就用保护设施来种植各种当季蔬菜。在1958年，我国就开始自行生产农用的聚乙烯薄膜，其主要运用在小棚之上。20世纪60年代，我国的设施农业相对于其他国家来说还处于规模较小、水平较低、发展速度缓慢的阶段，主要是运用小棚技术，大棚还未出现。小棚主要为拱形，高1.0m、宽1.5至2.0m。到了1966年，小拱棚被改成2m高的方形，其出现在长春的郊区，但是它的抗雪能力很差，而且很容易倒塌。最后经过了多次的改进设计，最后设计出高2m、宽15m的拱形大棚，这样的设计在北方得到认同后逐渐得到推广和普及。随着科技的不断进步和经济的快速发展，在20世纪80年代，温室也得到了快速的发展。在此期间，我国主要发展的是以塑料薄膜为覆盖材料的日光温室，使温室的生产效益较以前来说有了大大的提高，从而基本上解决了北方地区的蔬菜在淡季供应难的问题。并且，我国还从国外引进了大约202hm的大型连栋温室，分别建造在我国不同的气候带，但是由于缺乏管大棚温湿度自动控制系统2理和配套技术也存在问题，这些大型温室带来的经济效益均较差，又不得不陆续退出我国市场。从90年代开始，我国的设施农业就渐渐开始向规模化、集约化和科学化的方向发展，在温室大棚的面积和农作物质量方面取得了双丰收。我国近代温室在经过不断的改进后，从改良型日光温室，再到大型玻璃温室，最后到现代化温室，由最开始的低级到现在的高级，基本实现了结构类型的多样化，并且相关的配套设备和材料也越来越完善。但是因为我国各个地区的生产状况、经济条件和利用目的不同，所以到目前为止国内并不是全部都应用的是现代温室，各个阶段的温室在我国都保有一定的量。现今，我国的温室大棚面积居世界第一，总建筑面积高达200多万2hm，占世界温室面积的42.8%。日光温室主要分布在山东省的青州市和附近的几个区县，主要用于种植蔬菜，也有用于栽培苗木的，但是占有量很少。在南方地区则主要应用塑料大棚，用于种植花卉和苗木。我国的温室在商品话方面占有的比例很低，由于受到生产成本等条件的限制，档次较高的商品话温室主要被一些机关团体、军队、农场和科研单位采用，很少被个体及一般农民使用。普通农户基本上采用的是自己建造的简易拱棚，约占我国温室总量的60%以上。他们当中有的温室结构比较简单而且设备也非常简陋，很难实现环境的综合调控。1.2研究目的及意义温室的作用就是用来改变植物的生长环境，改变长期以来外界环境对植物生长的不利影响，比如天气的变化，从而给植物创造一个适合它生长的最有利条件。我们所说的温室一般都是用采光和覆盖材料来当它的结构