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南昌工程学院2011级毕业（设计）论文开题报告信息工程学院系（院）通信工程专业题目大棚温湿度监测系统的设计学生姓名张小宁班级2011级通信工程学号2011103429指导教师聂菊根日期2015年01月05日南昌工程学院教务处订制题目：大棚温湿度监测系统的设计一、选题的依据及课题的意义1.选题依据温度、湿度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工业生产中最常见最基本的工艺参数，例如机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制。并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注。而空气中温湿度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度湿度的检测及控制就非常有必要了。随着科技的飞速发展和普及，高性能设备越来越多，各行各业对温湿度的要求也越来越高。传统的温湿度检测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状况信息。在这种模式下，不仅效率低不利于人才资源的充分利用，而且缺乏科学性，许多重大事故都是由人为因素造成的，人工维护缺乏完整的管理系统。而监控系统就可以解决这样人才资源浪费，管理不及时的问题，这是由于它的智能化设计所决定的。故本次设计对于类似项目还具有普遍意义。近几年随着温湿度控制技术研究的不断深入，温湿度的应用变得越来越普及，在许多领域中也占据重要地位。随着现代化的实现，很难找出一个与湿度无关的领域来，科技的迅速发展使对温湿度的要求逐渐提高。2.课题意义近几年来，我国温室产业发展迅速，温室面积居世界各国首位。据统计，目前我国日光温室和塑料大棚分别达到330千公顷（496万亩）和670公顷（1007万亩）。但是，我国的温室自动控制技术远远跟不上温室数量的增长，农民朋友还在使用大量的人力劳动，不仅劳累，而且因为无法对温室环境进行精确监测，不仅浪费了大量的资源，还使作物产量受到了影响，降低了收入。与发达国家的现代化农业相比，还有相当大的差距，尤其在是在温室生产环境各个因子的自动控制方面。本课题目的在于研究一个基于单片机为主控芯片下的大棚温湿度自动检测系统，由于单片机及相关附加部件的经济性，使得其能广泛应用于广大农民之中，从而通过对大棚温湿度的科学量化实时监测调整对作物的环境从而提高农业产量，造福广大农民，其实用性使得这个研究很有必要。二、研究概况及发展趋势综述国外在上个世纪70年代即开始了对温室环境控制技术的研究。最初是采用的是模拟技术对温室内环境进行控制，后来出现的技术为分布式的控制系统。目前正在开发和研究计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。随着世界各国的温室自动控制技术的迅猛发展，如以色列、荷兰、日本美国等西方发达国家，已经实现了根据温室生物的特点与要求，对温室多方面因素进行自动控制，包括温度、湿度、光照强度、水分、气体浓度、肥料等各个方面。在荷兰，其玻璃温室已经可以通过计算机控制，实行全自动无人化控制生产；在日本，其温室自动控制在温室生产的各项作业中都逐步实现了无人化、全自动化。通过利用温差技术，荷兰还实现了对果蔬、花卉等多种作物的成熟期与开花期的精确控制，满足了人们在各种节日时刻的需求；在英国，伦敦大学农学院研制的温室自动控制技术，成功实现了对远在50km以外温室内环境的监测，包括温湿度、光照强度、气体浓度和水分等各种环境因素，并且可以对这些因素在远程进行控制。上世纪80年代之后，中国也开始了对温室自动控制技术的研究。在吸取西方发达国家成熟的温室自动控制技术基础上，我国的科技研究人员也逐步掌握了温室内自动控制技术。但是一般都只是实现了对温室内单项环境因素的自动控制，如湿度、温度或者二氧化碳浓度等。随着微型计算机技术、传感器技术等科学技术的快速发展，自动监控领域发生了很大的变化。通过温室生产，可利用计算机对生物生长所需的部分或者全部的环境因素进行自动控制，使农业生产信息化、工厂化，己经成了世界上农业生产的新途径。三、研究内容及实验方案本课题打算采用MSC-51系列单片机中的AT89S52，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。温湿度自动控制系统的工作步骤如下：感应环境温湿度；单片机判断感应到的温湿度是否异常，若感应到的温湿度异常，实行措施进行调节；判断异常是否超过预设时间，若超过预设时间，则输出异常信号报警；判断异常是否处理完毕，若处理完毕，解除报警。这样就可以利用控制器对室内温湿度进行监控，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。研究的主要内容为通过设定最适宜的温度和湿度，传感器向中央控制系统输送监控信号，超过预设值的话，蜂鸣器就会报警提醒，控制温、湿度的设备即可作出调整，使之回到正常范围内，保证系统正常运行。在温湿度测量这一块将采用数字温湿度传感器SHT11，SHT11是利用现代技术把温度、湿度测量元件、放大器、A/D转换器、数字接口、校验CRC计算逻辑记忆模块和核心芯片集成到一个非常小的尺寸上的传感器。相比较而言，不用既采用温度传感器，又采用湿度传感器分别进行测量。显示部分打算采用LCD1602显示，1602液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、位数多、程序简单的诸多优点，颇受欢迎。它是目前工控系统中使用最广泛的液晶屏之一，且它显示的质量高，驱动方便。本次设计通过proteus7.5进行仿真实现各个电路功能。Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真等、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路,是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。另外在硬件调试上面用KeilC51，它是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。经过以上设计可以实现室内温湿度值显示的目的，以便控制器用于调节控制不符合要求的温、湿度。四、目标、主要特色及工作进度目标:分析研究用于大棚温湿度监测的单片机相关技术，设计并实现一个大棚温湿度监测系统。主要特色：实时温湿度显示、超温报警。工作进度：1.2014年12月22日---2015年01月04日完成文献阅读、资料整理、撰写开题报；2.2015年03月02日---2015年03月15日完成方案论证、系统总体设计；3.2015年03月16日---2015年03月29日完成系统软、硬件设计；4.2015年03月30日---2015年04月12日完成系统软硬件联合调试；5.2015年04月13日---2015年04月26日完成论文写作、答辩PPT制作、毕业答辩。。五、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）[1]程捷,何晨.基于单片机的温湿度检测系统设计与实现.仪表技术,2011,(6):56-58[2]彭宏丽.温室环境智能监测与控制系统设计[D].山西:太原理工大学学位论文,2007:1-4[3]胡乾斌,李光斌,李玲,单片微型计算机原理与应用[M]，武汉:华中科技大学出版社,2006[4]赵芝芸.温室智能监控系统[D].江苏:江苏科技大学学位论文,2010:1-3[5]韩毓.基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统[D].山东:中国海洋大学学位论文.2009:27-29[6]陈英俊，基于单片机的温湿度监测和报警系统设计，广东石油化工学院学报，2013年第23卷第4期，42-45[7]陈海宴.51单片机原理及应用—基于KeilC与Proteus.北京:航空航天大学出版社,2010[8]LiHai-Xia,ZengJie-Hui,ThedesignofenvironmentaltemperatureandhumidityremotemonitoringsystembasedonAT89S52MCU[J],AppliedMechanicsandMaterials,v496-500,p1595-1602,2014[9]DingLibo,WangXuehui,Designofaweb-basedtemperatureandhumiditymonitoringsystem[C],20112ndInternationalConferenceonManagementScienceandElectronicCommerce(AIMSEC),2028-2030,2011[10]YongHuang,DesignandRealizationofWirelessSensorNetworkforVegetableGreenhouseInformationAcquisition[C],20106thInternationalConferenceonWirelessCommunicationsNetworkingandMobileComputing(WiCOM),1-4,2010[11]WuZiYue,ZhangShuai,GaoTing,Designoftemperatureandhumiditymonitoringsystemformarineworkingplatform[C],AppliedMechanicsandMaterials,v300-301,p453-457,2013指导教师：年月日系意见：年月日