佳木斯大学课程设计报告.doc

佳木斯大学课程设计报告
嵌入式技术在室温环境检测系统中的应用研究

学院信息电子技术
专业
班级
学籍号
姓名
指导教师
佳木斯大学
2015年6月26日
摘要
温室大棚是当今全球设施农业的重要组成部分,是现代全球农业发展的重点之一。它可以在瞬息万变的自然条件下为作物生长人为创造一个适宜的环境。全球温室种植业的实践经验表明,提高温室的智能控制和管理水平可充分发挥设施农业的高效性。而我国在温室大棚智能控制方面的应用跟世界发达国家相比还有较大的差距。目前国内设施温室应用的主要环境变量测控系统大多为国外进口产品,这些产品技术含量非常高,测控效果非常好,但相对价格非常高,通常只被应用于国内少见的大型或高档连栋温室。少数国产装置无论技术水平还是测控效果均不甚理想,尤其是缺少能够应用于我国常见的中小型日光温室的低成本智能测控装置。本文结合当今最热门的嵌入式技术和无线传感器网络技术,并根据目前国内常见中小型日光温室环境控制需求,设计并实现了一套设施农业日光温室智能嵌入式控制系统。 
关键词:温室控制,嵌入式系统,设施农业,无线传感器 
目录
摘要 i
目录 I
第一章绪论 1
设计题目 1
1
作用与目的 1
第二章系统设计方案 2
各单元电路设计 2
第三章系统硬件设计 4
系统整体设计 4
单片机的选择 4
STC89C52介绍 4
STC89C52单片机的引脚说明 5
6
无线收发模块选择 6
工作模式 7
温湿度传感模块 8
二氧化碳检测模块 8
9
湿度报警电路 10
第四章系统软件设计 11
主程序流程设计 11
12
第五章嵌入式系统学****心得体会 18
参考文献 19
第一章绪论
设计题目
嵌入式技术在温室环境监测系统中的应用

设计基于嵌入式技术的无线传感器硬件组成及软件设计方案, 将无线技术嵌入到温室环境监测系统中。
作用与目的
随着无线传感技术和单片机的迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展,并且必将以其优异的性能价格比,,目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆,才能把现场传感器的信号送到采集卡上,安装和拆卸繁杂,成本也高。同时线路上传送的是模拟信号,易受干扰和损耗,测量误差也比较大。为了克服这些缺点,本文设计了一种基于嵌入式设备并采用数字化单片机总线技术的温度测控系统应用于温室环境的的设计方案。
本文介绍的温湿度测控系统就是单总线技术及其器件组建的。该系统能够对大棚内的温湿度进行采集,利用温湿度传感器将温室大棚内温湿度的变化,变换成数字量,其值由单片机处理,最后由单片机去控制液晶显示器,显示温室大棚内的实际温湿度,同时通过与预设量比较,对大棚内的温度进行自动调节,如果超过我们预先设定的湿度限制,湿度报警模块将进行报警。这种设计方案实现了温湿度实时测量、显示和控制。该系统具有较高的测量精度,安装简单方便,性价比高,可维护性好。这种温湿度测控系统可应用于农业生产的温室大棚,实现对温度的实时控制,是一种比较智能、经济的方案,以便促进农作物的生长,从而提高温室环境的亩产量,以带来很好的经济效益和社会效益。
第二章系统设计方案
本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性;温湿度传感器、二氧化碳传感器可以产生数字信号;无线收发模块可以实现数据无线传输的性能。由数据采集、数据处理、数据传输、数据显示四部分构成的。
系统总体设计
电源模块
STC89C52
STC89C52
LCD1602
Nf24L01
Nf24L01
DHT11
AM-4
I
II
A
B
无线收发
图2-1 系统总体框图
此设计是以STC89C52单片机基本系统为核心,以无线数据传输为亮点的一套监测系统。其中包括温湿度监测、二氧化碳浓度监测、单片机、无线传输电路、USB传输电路、PC显示窗口设计、电源电路设计等。系统总体方框图如图1-1。
各单元电路设计
数据采集由DHT11、TGS4160组成;
数据处理由单片机STC89C52基本系统组成;
数据传输由单片机STC89C52和NRF24L01组成;
数据显示由LCD1602对温室的温度、湿度、二氧化碳浓度