大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設計開題報告書

1、-. z南 昌 工 程 學 院2021 級畢業(yè)設計論文開題報告信息工程學院 系院 通信工程 專業(yè) 題 目大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設計學 生 姓 名小寧班 級 2021級通信工程學 號2021103429指 導 教 師 聶菊根日 期 2021 年01月 05 日南 昌 工 程 學 院 教 務 處 訂 制題目：大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)的設計 一、選題的依據(jù)及課題的意義1.選題依據(jù)溫度、濕度和人類的生產(chǎn)、生活有著密切的關系，同時也是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最根本的工藝參數(shù)，例如機械、電子、石油、化工等各類工業(yè)中廣泛需要對溫度、濕度的檢測與控制。并且隨著人們生活水平的提高，人們對自己的生存環(huán)境越來越關注。而空氣中溫濕度

2、的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對溫度濕度的檢測及控制就非常有必要了。 隨著科技的飛速開展和普及，高性能設備越來越多，各行各業(yè)對溫濕度的要求也越來越高。傳統(tǒng)的溫濕度檢測模式是以人為根底，依靠人工輪流值班，人工巡回查看等方式來測量和記錄環(huán)境狀況信息。在這種模式下，不僅效率低不利于人才資源的充分利用，而且缺乏科學性，許多重大事故都是由人為因素造成的，人工維護缺乏完整的管理系統(tǒng)。而監(jiān)控系統(tǒng)就可以解決這樣人才資源浪費，管理不及時的問題，這是由于它的智能化設計所決定的。故本次設計對于類似工程還具有普遍意義。近幾年隨著溫濕度控制技術研究的不斷深入，溫濕度的應用變得越來越普及，在許多領域中也占

3、據(jù)重要地位。隨著現(xiàn)代化的實現(xiàn)，很難找出一個與濕度無關的領域來，科技的迅速開展使對溫濕度的要求逐漸提高。2.課題意義近幾年來，我國溫室產(chǎn)業(yè)開展迅速，溫室面積居世界各國首位。據(jù)統(tǒng)計，目前我國日光溫室和塑料大棚分別到達 330 千公頃496 萬畝和 670 公頃1007 萬畝。但是，我國的溫室自動控制技術遠遠跟不上溫室數(shù)量的增長，農(nóng)民朋友還在使用大量的人力勞動，不僅勞累，而且因為無法對溫室環(huán)境進展準確監(jiān)測，不僅浪費了大量的資源，還使作物產(chǎn)量受到了影響，降低了收入。與興旺國家的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)相比，還有相當大的差距，尤其在是在溫室生產(chǎn)環(huán)境各個因子的自動控制方面。本課題目的在于研究一個基于單片機為主控芯片下的

4、大棚溫濕度自動檢測系統(tǒng)，由于單片機及相關附加部件的經(jīng)濟性，使得其能廣泛應用于廣闊農(nóng)民之中，從而通過對大棚溫濕度的科學量化實時監(jiān)測調整對作物的環(huán)境從而提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，造福廣闊農(nóng)民，其實用性使得這個研究很有必要。二、研究概況及開展趨勢綜述國外在上個世紀70年代即開場了對溫室環(huán)境控制技術的研究。最初是采用的是模擬技術對溫室環(huán)境進展控制，后來出現(xiàn)的技術為分布式的控制系統(tǒng)。目前正在開發(fā)和研究計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。隨著世界各國的溫室自動控制技術的迅猛開展，如以色列、荷蘭、日本美國等西方興旺國家，已經(jīng)實現(xiàn)了根據(jù)溫室生物的特點與要求，對溫室多方面因素進展自動控制，包括溫度、濕度、光照強度、

5、水分、氣體濃度、肥料等各個方面。在荷蘭，其玻璃溫室已經(jīng)可以通過計算機控制，實行全自動無人化控制生產(chǎn)；在日本，其溫室自動控制在溫室生產(chǎn)的各項作業(yè)中都逐步實現(xiàn)了無人化、全自動化。通過利用溫差技術，荷蘭還實現(xiàn)了對果蔬、花卉等多種作物的成熟期與開花期的準確控制，滿足了人們在各種節(jié)日時刻的需求；在英國，倫敦大學農(nóng)學院研制的溫室自動控制技術，成功實現(xiàn)了對遠在 50km以外溫室環(huán)境的監(jiān)測，包括溫濕度、光照強度、氣體濃度和水分等各種環(huán)境因素，并且可以對這些因素在遠程進展控制。 上世紀 80 年代之后，中國也開場了對溫室自動控制技術的研究。在吸取西方興旺國家成熟的溫室自動控制技術根底上，我國的科技研究人員也逐步

6、掌握了溫室自動控制技術。但是一般都只是實現(xiàn)了對溫室單項環(huán)境因素的自動控制，如濕度、溫度或者二氧化碳濃度等。隨著微型計算機技術、傳感器技術等科學技術的快速開展，自動監(jiān)控領域發(fā)生了很大的變化。通過溫室生產(chǎn)，可利用計算機對生物生長所需的局部或者全部的環(huán)境因素進展自動控制，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化、工廠化，己經(jīng)成了世界上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新途徑。三、研究容及實驗方案本課題打算采用MSC-51系列單片機中的AT89S52，AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flas

7、h允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上,擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷構造，全雙工串口，片晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作

8、停頓，直到下一個中斷或硬件復位為止。功能強大的微型計算機的AT89S52可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。溫濕度自動控制系統(tǒng)的工作步驟如下：感應環(huán)境溫濕度；單片機判斷感應到的溫濕度是否異常，假設感應到的溫濕度異常，實行措施進展調節(jié)；判斷異常是否超過預設時間，假設超過預設時間，則輸出異常信號報警；判斷異常是否處理完畢，假設處理完畢，解除報警。這樣就可以利用控制器對室溫濕度進展監(jiān)控，從而實現(xiàn)環(huán)境溫濕度管理的實時性和有效性。研究的主要容為通過設定最適宜的溫度和濕度，傳感器向中央控制系統(tǒng)輸送監(jiān)控信號，超過預設值的話，蜂鳴器就會報警提醒，控制溫、濕度的設備即可作出調整，使之回到正常圍，保

9、證系統(tǒng)正常運行。在溫濕度測量這一塊將采用數(shù)字溫濕度傳感器SHT11，SHT11是利用現(xiàn)代技術把溫度、濕度測量元件、放大器、A/D轉換器、數(shù)字接口、校驗CRC計算邏輯記憶模塊和核心芯片集成到一個非常小的尺寸上的傳感器。相比擬而言，不用既采用溫度傳感器，又采用濕度傳感器分別進展測量。顯示局部打算采用LCD1602顯示，1602液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示容豐富、超薄輕巧、位數(shù)多、程序簡單的諸多優(yōu)點，頗受歡送。它是目前工控系統(tǒng)中使用最廣泛的液晶屏之一，且它顯示的質量高，驅動方便。本次設計通過proteus7.5進展仿真實現(xiàn)各個電路功能。Proteus 是英國Labcenter公司開發(fā)的電路分析

10、與實物仿真軟件。它運行于Windows操作系統(tǒng)上,具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真等、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路,是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。另外在硬件調試上面用Keil C51，它是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、構造性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境Vision將這些局部組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2

11、000、WIN*P等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，則Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。經(jīng)過以上設計可以實現(xiàn)室溫濕度值顯示的目的，以便控制器用于調節(jié)控制不符合要求的溫、濕度。四、目標、主要特色及工作進度目標: 分析研究用于大棚溫濕度監(jiān)測的單片機相關技術，設計并實現(xiàn)一個大棚溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。主要特色：實時溫濕度顯示、超溫報警。工作進度：2021年12月22日-2021 年01月04日 完成文獻閱讀、資料整理、撰寫開題報；2021 年03月02日-2021 年03月15日 完成方案論證、系統(tǒng)總體設計；202

12、1 年03月16日-2021 年03月29日 完成系統(tǒng)軟、硬件設計；2021 年03月30日-2021 年04月12日 完成系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調試；2021 年04月13日-2021 年04月26日 完成論文寫作、辯論PPT制作、畢業(yè)辯論。五、主要參考文獻按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出1 程捷, 何晨. 基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)設計與實現(xiàn). 儀表技術, 2021, (6):56-582 宏麗.溫室環(huán)境智能監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計D.:理工大學學位論文,2007:1-43 胡乾斌, 光斌, 玲,單片微型計算機原理與應用M，:華中科技大學, 20064芝蕓.溫室智能監(jiān)控系統(tǒng)D.:科技大學學位論文,

13、2021:1-35 毓.基于單片機的蔬菜大棚溫度控制系統(tǒng)D.:中國海洋大學學位論文.2021:27-296 英俊，基于單片機的溫濕度監(jiān)測和報警系統(tǒng)設計，石油化工學院學報，2021年第23 卷第4 期， 42-457 海宴. 51單片機原理及應用基于Keil C與Proteus. : 航空航天大學, 20218 Li Hai-*ia, Zeng Jie-Hui, The design of environmental temperature and humidity remote monitoring system based on AT89S52 MCUJ, Applied Mechanics

14、 and Materials, v 496-500, p 1595-1602, 20219Ding Libo, Wang *uehui, Design of a web-based temperature and humidity monitoring systemC, 2021 2nd International Conference on Management Science and Electronic merce (AIMSEC), 2028-2030, 202110Yong Huang, Design and Realization of Wireless Sensor Network for Vegetable Greenhouse Information AcquisitionC, 2021 6th International Conference on Wireless munications Networking and Mo