温湿度控制系统在大棚中的应用

目录I目录摘要：.........................................................................................................................................10前言..............................................................................................................................................11环境因素..................................................................................................................................21.1温度.......................................................................................................................................21.2光照.......................................................................................................................................21.3水分.......................................................................................................................................22硬件需求..................................................................................................................................32.1温湿度检测模块................................................................................................................32.2单片机系统模块................................................................................................................42.3LCD显示模块......................................................................................................................52.4执行调节模块....................................................................................................................63电路设计..................................................................................................................................73.1温湿度采集模块电路.......................................................................................................73.2RESET复位电路.................................................................................................................74程序设计..................................................................................................................................84.1系统流程图.........................................................................................................................84.2程序设计.............................................................................................................................95实物图.....................................................................................................................................126结论............................................................................................................................................13参考文献......................................................................................................................................13河南大学物理与电子学院开放实验室设计报告1温湿度控制系统在大棚中的应用（河南大学物理与电子学院，河南开封，475004）摘要：DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。本文设计了一个以DHT11为核心，基于STC89C52单片机的温湿度控制系统。关键词：DHT11数字温湿度传感器；STC89C52单片机；控制系统TheapplicationoftemperatureandhumiditycontrolsystemingreenhouseZhangZhi-peng(SchoolofPhysicsandElectronics,HenanUniversity,HenanKaifeng475004,China)Abstract:DHT11digitaltemperatureandhumiditysensorisadigitalsignaloutputwithacalibratedtemperatureandhumiditycombinedsensor.ThispaperintroducesthedesignofaDHT11asthecore,thetemperatureandhumiditycontrolsystembasedonSTC89C52single-chip.Keywords:DHT11digitaltemperatureandhumiditysensor;STC89C52single-chip;temperatureandhumiditycontrolsystem0前言炎炎夏日，酷暑难耐，在这当空烈日下，悠闲的坐在室内享受空填这个现在科技产物带来的凉爽外，要是再有一种传统水果消暑解渴就最好不过了，在这个时候，西瓜就是大多数人们的首要之选。西瓜在夏天遍地都是，哪里都有它的身影，但是在冬季，突然心血来潮，再想品味一下它的可口美味就非常困难了。这个时候有一个温室大棚就可以解决我们当前遇到的问题了，但传统大棚由农民依据自己的经验和简单的温度计进行监测并手动进行管理控制，很难达到预期的效果。使作物获得比室外生长更优的环境条件，达到优质、高产、高效的目的对温室大棚的性能提出了更高的要求。而在温室大棚中，最关键的是温湿度控制技术。我国现阶段大棚多为中小规模，要在大棚中引入自动控制系统还要考虑成本河南大学物理与电子学院开放实验室设计报告2因素[1]。单片机及电子产品的性价比的提高使这一诉求得以解决。结合目前的需要设计了基于单片机的大棚温湿度控制系统。下面介绍一下西瓜种植的环境因素，系统的硬件需求，电路设计以及程序框架。1环境因素不同的作物对温度及湿度等生长环境所需条件各不相同，为它们提供一个适合其生长的密闭环境，控制其生长的过程及时间，从而达到经济效益的最大化。下面介绍一下适合西瓜生长的最佳条件。1.1温度西瓜作为一种重要的经济作物，它在中国主产区的播种总面积达81.25万公顷，总产量达6818.1万吨[2]。西瓜生长的适宜温度为18℃~32℃，耐高温，当40℃时仍能维持一定的同化效能，但不耐低温。西瓜种子在15℃条件下发芽速度极慢,发芽率也低[3]。所以气温降至15℃时生长缓慢，10℃时停止生长，5℃时地上部受寒害。营养生长可以适应较低的温度，而坐果及果实的生长则需较高温度，茎叶生长的温度低限为10℃，果实生长为15℃。昼夜温差大有利于糖分的积累，使茎叶生长健壮，果实的含糖量提高。1.2光照增加日照时间和光照度，可促进侧枝生长，而对主蔓影响较小。日照由14小时增至24小时，每株花数、子房大小、子房内胚珠数，均随日照时数的增加而增加；反之不仅影响西瓜的营养生长，而且影响子房的大小和授粉、受精过程。西瓜对日照条件反应十分敏感。天气晴朗，表现株型紧凑，借鉴和叶柄较短，蔓粗，叶片大而厚实，叶色浓绿；而连续多雨、光照不足的条件下，则表现为节间和叶柄较长，叶形狭长，叶薄而色淡，保护组织部发达，易感病。在坐果其严重影响养分积累和果实生长，含糖量显著下降[4]。1.3水分水分充足，西瓜枝叶茂盛，生长迅速，产量高，产品含有大量水分，如水分不足，可影响营养体的生长和果实膨大。西瓜需水不同生育期有所不同，幼苗期田间持水量为65%。伸蔓期为70%，而果实膨大期应保持75%，否则影响产量。对土壤水分的敏感时期，一是在坐果节位雌花现蕾期，此时如水分不足，雌花蕾小，子房较小，影响坐果；二是在果实膨大期，如土壤水分不足，影响果实膨大，严河南大学物理与电子学院开放实验室设计报告3重影响产量。西瓜的根系不耐水涝，瓜田受淹后根部腐烂，造成全田死亡，因此要选择地势较高的田块种植，并加强清沟排水工作[5]。此外还有土壤条件与施肥条件，因与本文研究关系不大故不再过多叙述。2硬件需求了解了西瓜的生长环境，我们可以根据这一特性设计一个能够检测并控制温室当前温湿度的单片机系统。此系统由四个基本模块构成：温湿度检测模块、单片机系统模块、LCD显示模块、执行调节模块（加热器、喷水机和降温模块等）。2.1温湿度检测模块温湿度的测量在仓储管理工业、生产制造、智能化建筑、科学研究及日常生活中被广泛应用。传统的模拟式湿度传感器需设计信号调理电路并需要经过复杂的校准、标定过程，测量精度难以得到保证，且在线性度、重复性、互换性、一致性等方面往往不尽人意[6]。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。2.1.1技术参数供电电压：3.3~5.5VDC输出：单总线