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基于51单片机的温室大棚温湿度监控系统设计

摘要：温湿度监控在现今社会已经变成了大家探讨的主要谈资。无论是实验还是学习生活，这都是无法避免的话题。因为温度和湿度出现和研究的比较多，所以温度和湿度现在基本都不分开研究，应该联系到一起合起来探讨。被广泛的应用在科学，生活，学习等很多方面。但是以前的温度和湿度监控都是用传统的测量工具。利用人工进行监控。对于不满足温度和湿度要求的地方进行降温、去湿等操作。这种人工监控方式耗费时间人力，效率低下，误差还大。这样就导致了一些便宜而且质量良好，监测精准度高的温湿度监控系统。而单片机作为新的温度和湿度监控系统核心，它具有便宜，操作简单，功能充实等优点，能够使我们操作起来方便，满足我们的需求。这篇设计我主要设计了四个硬件模块，分别是STC89C51单片机，DHT11温湿度传感器，1602液晶显示屏和以蜂鸣器为核心的报警系统。以较低的价格，普通的使用，把我们要的功能都实现了。DHT11温湿度传感器监控收集到那个时候的温湿度数据，收集到之后传送给单片机。单片机收到数据之后会分析，再将数据传输到液晶显示屏，并准确的显示出来。同时对温湿度设置最高值和最低值，在超过这两个设定的限值之后，蜂鸣器就会鸣叫报警，完成整个系统。

关键词：单片机　DHT11传感器；1602液晶显示屏；STC89C51；报警

 

目录

第1章　绪　论 3

1.1　课题研究的背景 3

1.2 课题研究的意义 3

1.3 课题研究的主要内容 3

1.4 课题研究的工作原理 3

第2章　温湿度采集系统的总体设计 5

2.1　功能要求 5

2.2　设计思路 5

2.3　方案选择 5

2.3.1　单片机主芯片选择方案 5

2.3.2　传感器选择方案 6

2.3.3　显示器选择方案 7

2.4 总体设计框图 7

第3章　温湿度采集系统的硬件设计 9

3.1　概述 9

3.2　主控模块设计 9

3.2.1　STC89C51芯片的简介 9

3.2.2　主控模块电路原理图 10

3.3　DHT11传感器模块设计 11

3.3.1　DHT11传感器简介 11

3.3.2　DHT11传感器模块电路设计 14

3.4　1602液晶显示模块设计 15

3.4.1　1602液晶显示屏简介 15

3.4.2　1602液晶显示模块电路原理图 17

3.5　报警模块 17

3.5.1　蜂鸣器介绍 17

3.5.2  发光二极管介绍 17

3.5.3　蜂鸣器工作原理 17

第4章　温湿度采集系统的软件设计 19

4.1　1602液晶显示模块设计 20

4.2　传感器模块设计 20

4.3软件调试 21

第5章　总节 24

致　谢 26

附录A硬件原理图 27

附录B　程序清单 28

 

第1章　绪　论

1.1　课题研究的背景

因为大家生活品质的逐步变好，我们对反季节菜品的日常使用量也更加的高了，导致的结果就是温室大棚的普及。而温室大棚对于气温和水分的需求相当苛刻。因此，对温室大棚的温度和湿度监控也日渐迫切，在这个时候，对于温度和湿度的监控研究系统的研究也被提上日程。

1.2 课题研究的意义

温室大棚温湿度监控系统研究是为了更好地监控温室大棚里的温度和湿度，进而保证大棚里面的生产物的正常生长。伴随着电子信息的发展和社会的进步，基本找不到一个和温度与湿度无关的行业，科学技术的快速进步对温度和湿度的要求也更加严格。随着社会进步，技术提升，我国对温湿度监控的要求日益提高，温室产品也在不断增多，总体地温室面积已经超过了所有国家。本课题的研究是为了研究一个基于单片机为主控芯片下的大棚温湿度监控系统，通过对大棚温湿度的实时监控调整环境温湿度从而提高农业产量，增加农民的收入，所以这个研究很有意义。 

1.3 课题研究的主要内容

本次课题我主要是先搞清楚温室大棚的原理，研究它所需要的模块，并一点点进行分析。之后了解每一个模块的运行方式和原理。例如核心51单片机的连接还有它作为核心所要起到的作用，并学会操作使用它。还有其他的温湿度传感器，液晶显示屏和蜂鸣器报警系统都要了解它们的工作原理和模式。并通过软件程序的设置，起到操作和监控整套系统的目的。明白单片机的开发和应用系统的全部流程。

1.4 课题研究的工作原理

这套系统最主要的就是对温湿度的收集，检测，展现和提醒。主要电路芯片采用STC89C51单片机。STC单片机主要的优点是对于命令的执行相对较快，对于使用没有多大的要求。连接好了外围的电路。DHT11传感器确切检查到现在情况下的温度和湿度，而且把所监测到的情况用STC单片机分析并作出相应的对策。收集到的数据经过单片机的分析之后传输到液晶显示屏上，以数字的形式表现。一旦温湿度的数据超过了提前设定好的最大或者最小值，那么报警系统中的蜂鸣器就会鸣叫报警，提醒管理人员。需要先把温度和湿度的最大和最小值设好，再把蜂鸣器连接进电路。当传感器传过来的数据超过设定好的数据的时候，蜂鸣器就会报警，提醒工作人员调整。但是温度或者湿度超限了用两个有区别的方法鸣叫，区分不一样。可以让工作人员知道到底是那个方面出现了问题，可以及时对应做出方案的改变，调整改变大棚里面的温度和湿度。这样就可以对大棚里的温度还有湿度进行控制。说起来，这次研究基本还是利用对温度和湿度的监测和方便的操作。硬件制作相对简便，原理清楚、制作方便。让硬件的制作极大的便捷。

 

参考文献

[1]崔京伟,黄灏.基于ARM和ZigBee的无线温度采集系统设计[J].电子科技,2013,(4).

[2]李广弟.单片机基础（第三版）［M］.北京北京航空航天大学出版社2007.6.

[3]徐湘元，王萍.传感器及其信号调理技术[M].北京：机械工业出版社.2012.1.

[4]刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2007.

[5]钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].人民邮电出版社，2007.

[6] R.L.Geiger，P.E.Allen，N.R.Strader.VLSI.Design Techniques for Analog And Digitial Ciruits,McGraw-Hill Inc.1990. 

[7] ANALOG DEVICES.The technology of AT89C51[EB/OL].White Paper,Spe.28.2000.