基于单片机和GSM的大棚温湿度检测系统的研究与设计.docx

《基于单片机和GSM的大棚温湿度检测系统的研究与设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机和GSM的大棚温湿度检测系统的研究与设计.docx（28页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、学号：10417227常州大学毕业设计（论文）（2023届）题目基于单片机和片M的大棚温湿度检测系统的研究与设计学生畅达学院信息科学与工程学院专业班级自动化102校内指导教师王雪专业技术职务讲师校外指导老师专业技术职务二0一四年五月基于单片机和GSM的大棚温湿度检测系统的研究与设计摘要：随着我国农业的迅速开展与农业现代化进程的逐步加快，大棚的应用也逐渐普及，然而这也带来了新的问题。植物生长需要适宜的环境，需要在一定温度与湿度范围内才能正常地生长，因昼夜变化或者天气骤变导致的温湿度的巨大变化，对植物的生长造成了不小的负面影响。而大棚无法解决由各种原因造成的温湿度的变化，所以对大棚的温湿度进行检测

2、与控制十分关键。因此为了让大棚环境更适合植物的生长，提高大棚作物的产量和质量，对大棚的温湿度的监测变得尤为重要。本文设计的基于单片机和GSM的大棚温湿度检测系统，以STC89C52RC单片机为控制器，以数字式温湿度传感器DHTIl作为温湿度检测模块，与华为GSM通信模块有机结合，构成-个温湿度实时检测报警系统。本系统通过温湿度检测模块实时检测大棚的温湿度，并通过LCD1602液晶屏显示当前温湿度。假设温湿度超过设定范围，系统进行声光报警，同时通过GSM模块将报警信息发至用户的，实现远程报警。本文通过四个独立按键实现温湿度的阈值设置等功能。本文为我国温室大棚自动控制系统的研究与开发打下了良好的根

3、底。关键词：大棚温湿度检测系统；单片机；GSM；ResearchandDesignofthetemperatureandhumiditydetectionsystemingreenhousebasedonmicrocontrollerandGSMAbstract：WiththerapiddevelopmentofChinasagricultureandtheaccelerationofagriculturalmodernizationprocess,greenhousehasbeenpopularized,butitalsobringsnewproblems.Plantsneedrightgr

4、owingenvironment,andtheycanonlygrownormallywithinacertainrangeoftemperatureandhumidity.Greatchangesintemperatureandhumidityduetodiurnalvariationorthesuddenchangeoftheweatherhassignificantnegativeimpactonplants.However,greenhousecan,tsolvethisproblemwhichiscausedbyreasons.Sothedetectionandcontrolofte

5、mperatureandhumidityinthegreenhouseisveryimportant.Inordertomaketheenvironmentmoresuitableforplantingreenhouse,andimprovetheyieldandqualityofgreenhousecrops,monitoringtemperatureandhumidityofthegreenhousehasbecomeespeciallyimportant.Inthisarticle,thedesignoftemperatureandhumiditydetectionsystemingre

6、enhouseisbasedonMCUandGSM,usingSTC89C52RCascontroller,takedigitaltemperatureandhumiditysensorcalledDHTl1asatemperatureandhumiditydetectionmodule,andthencombinedwithHuaweiGSMcommunicationmodule,atemperatureandhumidityrealtimedetectionsystemwithwarningfunctionisconstituted.Thesystemcandetectthetempera

7、tureandhumiditytemperaturewithhumiditydetectionmodule,anddisplaythecurrenttemperatureandhumiditythroughtheLCD1602LCDscreen.Ifthetemperatureexceedsthesetrange,soundlightalarmsystemwillalan.Atthesametime,alaninformationissenttothepersoninchargethroughtheGSMmodule.Inthisdesign,thethresholdvalueoftemper

8、atureandhumiditywillbesetbyfourindependentbuttons.ThispassagehaslaidagoodfoundationfortheresearchanddevelopmentoftheautomaticcontrolsystemofgreenhouseinChina.Keywords：Greenhousetemperatureandhumiditydetectionsystem;MCU;GSM;目录摘要I目录UI绪论11.l概述I1.2 课题的国内外研究现状与开展趋势11.2.1 国外开展情况与开展趋势11.2.2 国内开展情况与开展趋势21.3

9、 本文主要研究内容22系统的总体方案22.1 功能概述22.2 总体设计方案简述32.3 方案选型32.3.1 控制器选型32.3.2 温湿度传感器选型4233通信模块选型5显示模块选型53系统硬件局部设计53.1 单片机模块硬件电路设计63.1.1 STC89C52RC单片机简介6单片机模块最小系统硬件电路的设计63.2 温湿度检测模块硬件电路设计73.2.1 DHTll简介73.2.2 DHTll硬件电路设计73.3 GSM通讯模块硬件电路设计83.3.1 GSM开发板简介83.3.2 HUAWELGTM900通信模块简介83.3.3 GSM通信模块硬件电路设计83.3.4 1.CD显示模

10、块硬件电路设计93.3.5 1.CD1602简介93.3.6 1.CD1602硬件电路设计93.4 按键与报警硬件电路设计93.4.1 按键硬件电路设计9报警硬件电路设计IO4系统软件设计IO4.1 程序设计语言与软件开发环境简介IO4.2 系统软件总体设计Il4.3 温湿度采集模块软件设计134.4 GSM通讯模块软件设计154.5 1.CD1602显示模块软件设计164.6 键盘软件设计194.7 报警软件设计205系统调试及运行215.1 硬件调试215.2 运行结果216结论22参考文献24致谢24附录原理图251绪论1.1 概述我国是一个农业大国，有几千年的农业文明。随着控制技术、移

11、动通信技术的快速开展，设施农业逐渐兴起，反季节瓜果、蔬菜在人们消费水平提高的前提下迅速开展5。为使人们在不同的季节都可以食用其喜爱的作物，温室大棚的作物栽培起到了很大的作用。但是，瓜果蔬菜在大棚里的生长受到很多因素的影响，包括阳光、空气中各种气体的含量、温度和湿度等等。在温室大棚控制系统中，温室中的温度和湿度对各种蔬菜、花卉、苗圃等作物的生长和发育起着关键性的作用，与大自然中的普通作物相比要求精度较高。在关键时期，参数的微小变化可能会影响大棚内作物的生长，造成不可预计的经济损失。传统大棚由农民依据自己的经验和简单的温度计进行监测并手动进行管理控制，很难到达预期的效果。为了使作物获得比室外生长更

12、优的环境条件，到达优质、高产、高效的目的，人们对温室大棚的性能提出了更高的要求。因此，如何方便有效地对温室大棚环境进行检测和控制，如何提高温室大棚蔬果作物生产的产量与质量水平是目前可控环境农业研究的重点。由于不同蔬菜作物的适宜温度和湿度不同，且需要稳定在一定的范围内。仅仅依靠人工管理会出现调节不及时、不准确等问题，不仅影响蔬菜正常生长，同时也会造成人力资源的浪费。因此，需要一种能对大棚温湿度检测有足够精度，并尽可能有效降低本钱的技术。本文研究的蔬菜大棚温度湿度监测系统正是这种有效技术，该系统旨在以更经济的方式实现对蔬菜大棚内的温度与湿度的监测与控制，为蔬菜生长提供最有利的环境条件，从而保证蔬菜

13、的健康生长。温室大棚技术的开展带来了良好的经济效益和社会效益，它可以提高农民收入，提高产业化水平，提高抵御自然灾害能力，延长作物生长时间，提高作物产量口。本文研究的大棚温度湿度监测系统利用信息传感技术和数据采集技术获得大棚内的温湿度信息并进行处理，有利于实现大棚温湿度监测的智能化与精确化，有助于提高农业大棚的自动化程度和生产效率。1.2 课题的国内外研究现状与开展趋势1.2.1 国外开展情况与开展趋势国外兴旺国家在20世纪50年代己经开始建造并管理温室大棚,上个世纪70年代末，美国、日本、荷兰等兴旺国家陆续开始应用计算机来控制温湿度。1978年，国外己经成功研制出温室环境综合控制微机系统。随着

14、计算机技术日新月异的开展，80年代末期出现了使用计算机进行数据采集的分布式温湿度控制系统。美国是进行该项研究最早的国家之一，其开发的温室计算机控制系统可以根据具体要求，对于温度、湿度甚至光照度进行自动控制，该技术被广泛运用到日常生活、食品行业、工农业生产等各个领域。目前，美国等兴旺国家己经将计算机、遥感技术、GPS全球定位等高新技术应用到相应的研究中。总体来说，国外兴旺国家的温室系统己经形成规模，并具备一定的行业标准。绝大多数温室大棚工厂均以计算机系统为核心控制，并辅助以各种各样的传感器，对温室环境进行精确控制，并且根本完全取代人工劳作，直接基于智能化的控制系统，己经在向全自动化的方向进行开展

15、。1.2.2 国内开展情况与开展趋势最初，国内对于温湿度控制系统的研究也主要表达在温室控制技术的研究上，总体来说起步较晚。自上世纪80年代以来，在引进国外先进温湿度控制技术的根底上，我国开始着手研究温室的温度、湿度和二氧化碳等单项因子控制技术。但由于引进的技术并不适合我国的国情开展，因此，国内先后出现多家公司及工程师，对国外大棚技术进行研究，并结合我国现状，对大棚控制系统进行开发，逐步推出适合我国国情，适宜我国农业工作者操作控制的系统。2(MM)年之后，我国加大了在温湿度控制方面的研究力度。结合目前的技术现状，总体来看，相关研究工作己经逐步从简单应用的阶段向实用性、综合性、智能化的方向过渡与开

16、展，研究的技术水平己经相当高。1.3 本文主要研究内容系统完成后可以通过温湿度传感器对大棚温室内的温湿度进行测量，通过单片机对采集到的数据进行处理，并用显示模块显示出当前环境的温湿度状况，当环境温湿度超出了设定范围时，发出现场声光报警，报警持续一段时间以后发送GSM短信报警。本文主要完成的任务为：(1)对现有的大棚温湿度检测系统进行调研，从而确定温度和湿度的监测范围及精度，再根据调研情况设计系统总体功能方案；(2)根据总体功能设计方案设计温湿度检测模块电路、GSM通信模块电路与单片机模块硬件电路及其相应的软件；(3)制作设备，进行调试。本文将要利用单片机及GSM通讯模块、温湿度传感器，对大棚及温室的温湿度进行监控，并且将会根据温湿度传