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摘要:隨著人們生活質量的日益提高，城鎮(zhèn)化人口的日益加劇，人們對非時令蔬菜的需求也逐漸增大。蔬菜溫室大棚對棚內的溫濕度進行精確的監(jiān)測及控制，對于農作物的生長起著至關重要的作用。傳統(tǒng)的大棚溫濕度監(jiān)控采用人工懸掛觀察，浪費大量人力物力，技術較為落后。在科技飛速發(fā)展的時代，進行方便、快捷、有效的棚內溫濕度監(jiān)控顯得極為重要。 本文針對多變量的大慣性非線性溫室環(huán)境系統(tǒng)以及以溫濕度的自動管理提高蔬菜生長效率這一現狀，設計一個基于單片機的大棚蔬菜溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)是由下位機和上位機兩部分構成。下位機以STC12C5A16AD單片機為核心，DS18B20溫度傳感器和AM1001濕度傳感器為采集工具，能夠根據蔬菜的不同生長期分辨其最適應的溫度和濕度，具有棚內溫度和濕度實時采集和顯示、自動報警和控制、實施存儲和查詢功能。并將采集好的數據通過RS232-USB串口發(fā)回上位機供操作人員參考分析。上位機采用圖形化程序語言LabVIEW進行編程，用波形圖的方式顯示溫濕度；能有效觀察種植天數和實時時間；根據種植時期設定不同報警上下限；可以計時存儲相應的溫濕度，通過按鈕查詢溫度和濕度作分析。有效改善溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。 本文主要介紹了該溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,系統(tǒng)硬件電路和軟件電路的設計與實現。通過實驗驗證此溫濕度采集系統(tǒng)發(fā)現其功能都是真實、有效、可靠的。由于下位機的液晶顯示有一定局限，不能將采集天數、時間、溫濕度和報警上下限在同一頁面顯示，這個問題有待改善。 關鍵詞：溫濕度監(jiān)控系統(tǒng) 單片機 通信 LabVIEW
目錄 摘要 ABSTRACT 1 緒論-1 1.1 課題研究的目的及意義-1 1.2 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)現狀及發(fā)展趨勢-1 1.3 本課題主要任務-3 1.4 小結-3 2 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)總體方案設計-4 2.1 系統(tǒng)原理及概述-4 2.2 系統(tǒng)總體結構圖-4 3 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)硬件設計-6 3.1 單片機最小系統(tǒng)模塊-6 3.1.1 單片機的結構特點和性能指標-6 3.1.2 單片機的選型及電路設計-7 3.1.3 最小系統(tǒng)電路設計-8 3.2 按鍵選擇模塊-8 3.3 溫度采集模塊-9 3.3.1 溫度傳感器的選型-9 3.3.2 溫度采集電路-9 3.4 濕度采集模塊-10 3.4.1濕度傳感器選型-10 3.4.2濕度采集電路-11 3.5液晶模塊-11 3.6步進電機模塊-12 3.7 AT24C02存儲模塊-13 3.8實時時鐘模塊-14 3.9 報警模塊-14 3.10 串口通訊模塊-15 3.11 小結-15 4 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計-16 4.1 軟件總體設計-16 4.2 溫度采集子程序設計-17 4.3 濕度采集子程序設計-17 4.4設置模式子程序設計-19 4.5自動模式子程序設計-20 4.6液晶顯示子程序設計-21 4.7 AT24C02存儲子程序設計-22 4.8 DS1302時鐘子程序設計-23 4.9 串口通信子程序設計-24 4.10 小結-25 5 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)上位機的設計-26 5.1 LabVIEW開發(fā)環(huán)境介紹-26 5.2 上位機界面設計-26 5.2.1 上位機主界面的設計-26 5.2.2 數據存儲查詢界面的設計-27 5.3 上位機程序設計-28 5.4 小結-29 6 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)調試-30 6.1 系統(tǒng)的主要技術指標及功能說明-30 6.2 系統(tǒng)的硬件調試-30 6.2.1 溫度采集電路硬件的調試-30 6.2.2 濕度采集電路硬件的調試-31 6.2.3 串口通訊電路的調試-31 6.3 系統(tǒng)的軟件調試-32 6.3.1 液晶模塊軟件調試-32 6.3.2 測量溫度、濕度軟件調試-32 6.4 系統(tǒng)調試-32 6.5 小結-32 7 總結-33 參考文獻-34 致謝-35 附錄1 硬件原理圖-36 附錄2 系統(tǒng)PCB圖-37 附錄3 系統(tǒng)實物圖-38 附錄4 程序清單-39 |
