基于单片机的温室多路温湿度检测系统设计

基于单片机的温室多路温湿度检测系统设计摘要目前,大部分的温室温湿度检测系统都是对单点进行温湿度检测，或很多的温湿度检测还采用的是由模拟传感器，多路模拟开关及A/D转换器组成的传输系统，信号传输容易受到干扰，测量误差大，不利于用户做出及时决策。因此，开发出一种测量精度高，响应迅速，且能够对多点温湿度信息同时进行监测的系统十分必要。本系统设计硬件部分分为上下位机两个部分。上位机部分利用微型计算机构成整个系统的监测中心，与下位机通过总线RS-485进行连接，实现对温室内监测到的温湿度数据进行简单的分析和处理。下位机主要部分为单片机AT89S51和传感器SHT11，通过它们完成对温室内多点温湿度数据的采集、显示、预处理、超限报警等任务，并进行与上位机之间的数据传输和信息通讯。本系统的软件亦由两部分构成。其中上位机部分主要完成数据分析、数据走向折线图绘制及报表打印等功能。下位机软件设计主要包括数据采集、显示、报警等程序。本系统硬件电路简单，使用方便，并实现了同时对温室温湿度的监测。同时本系统还可以扩展如去湿机、空调等装置。因此，本系统应用前景广阔。关键词温室；单片机AT89S51；温湿度传感器SHT11目录摘要Abstract1前言....................................................................11.1选题背景..............................................................11.2国内外研究现状........................................................11.3系统设计的意义........................................................21.4系统设计主要内容......................................................22系统整体设计............................................................42.1系统功能设计..........................................................42.2系统设计原则..........................................................42.3监测系统总体构成......................................................42.3.1系统总体模式........................................................42.3.2监测终端结构设计....................................................52.3.3RS-485串行通讯......................................................62.3.4传感器的选择........................................................62.3.5系统开发语言........................................................62.4本章小结..............................................................63系统硬件电路设计........................................................73.1单片机选择............................................................73.1.1单片机概述..........................................................73.1.2AT89S51芯片主要性能................................................73.1.3AT89S51引脚介绍.....................................................73.2系统时钟电路设计......................................................93.3系统复位电路设计......................................................93.4键盘接口电路.........................................................103.4.1行列式键结构.......................................................103.4.2按键的识别方法.....................................................103.5LCD与单片机连接......................................................113.5.1LCD1602液晶模块....................................................113.5.2LCD1602管脚功能...................................................113.5.3LCD与单片机连接....................................................123.6电源电路.............................................................123.7声光报警电路.........................................................133.8RS-485通信设计......................................................133.8.1数据通信...........................................................133.8.2AT89S51的串行口的结构.............................................143.8.3串行通信接口标准选择...............................................143.9温湿度传感器选择.....................................................143.9.1SHT11传感器........................................................153.9.2SHT11与AT89S51的连接电路..........................................163.9.3传感器工作时序.....................................................163.10多点温湿度采集系统设计..............................................173.11本章小结............................................................174系统软件设计...........................................................184.1监测端软件设计.......................................................184.1.1键盘子程序.........................................................184.1.2温湿度超限报警.....................................................194.1.3温湿度测量程序.....................................................194.1.4从机的通信程序.....................................................204.2上位机监控软件设计...................................................224.3本章小结.............................................................22结论....................................................................23参考文献.................................................................24附录A系统设计原理图......................................错误!未定义书签。附录B系统部分程序........................................错误!未定义书签。致谢......................................................错误!未定义书签。1前言11前言1.1选题背景进入新世纪以来，尤其是近几年来，我国的科技水平不断提高，经济实力显著强，推动社会不断向前发展，我国人民的物质生活水平有了极大的提高，人们也在追求越来越高的生活质量，尤其是对身体健康有了更多的认识，对营养的摄取有了更高的要求，人们希望在不同的季节都能够吃到含有不同营养的不同蔬菜。于是，在我过的北方地区，东北华北等地出现了大量的农业温室大棚，来为人们提供许多的反季节作物。温室大棚设施农业等当代农业的发展对农业科学技术的需要也越来越多，要求也越来越高。农业温室其实就是人工建立一个在低温季节可以使喜温蔬菜、花卉、林木等植物生长的气候条件和气象环境，从而消除温度对植物生长的约束，减少植物对生长季节的依赖，使得植物的开花、发芽、成熟、结果等摆脱自然条件的约束。最近几年，我国农业温室大棚产业发展速度相当快，在我国北方地区，其被广泛使用，利用农业温室大棚不仅提供了大量的反季节作物，同时也给温室大棚的经营者带来了相当可观的收入。但是我国在农业温室大棚上农业科学技术的应用还不是特别成熟，尤其是自动控制技术的运用还远远跟不上农业温室大棚数量及技术的要求，温室大棚的管理还需要大量的人力，且无法对温室环境进行精确的监测与控制，浪费大量资源的同时，还影响了作物的产量，使人们的收入也无法提高。因此，在农业温室大棚中的对各种因子如温度、阳光等的自动控制技术我们还需进行很大的提高。农业温室大棚的自动控制技术，就是在农业温室大棚中通过使用各种因子测量所需要的传感器、PC机、单片机以及应用通信技术等根据植物生长所需要的气候条件，自行对室内的环境因子如温度、湿度、CO2浓度、光照等进行调控。在应用了良好的自动控制技术的条件下，就可以对温室内的各种环境因素进行相对比较精确的监测与控制，从而使农作物得到较好的生长，产量和质量得到大范围提高。而在所有需要控制的环境因素中，温度和湿度是两个极其重要的因素。1.2国内外研究现状我国真正意义上的温室自动控制技术始于20世