基于單片機(jī)的溫室大棚溫濕度檢測系統(tǒng)開題報告

1、本科畢業(yè)設(shè)計開題報告填寫說明一、開題報告應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：1 .研究目的和意義；2 .國內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）；3 .研究/設(shè)計的目標(biāo)；4 .時間進(jìn)程；5 .參考文獻(xiàn)。二、開題報告字?jǐn)?shù)應(yīng)不少于2.5千字。三、開題報告時間應(yīng)最遲應(yīng)于開題答辯后一周上交。四、若本次開題報告未通過，需在1個月內(nèi)再次進(jìn)行開題報告。五、開題報告結(jié)束后，評議小組給出開題報告成績，由教研室歸檔六、雙面打印。七、此表不夠填寫時，可另附頁。黑龍江科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計開題報告題目基于單片機(jī)的溫濕度檢測系統(tǒng)在溫室大棚中的應(yīng)用1、研究目的和意義隨著單片機(jī)和傳感技術(shù)的迅速發(fā)展，自動檢測領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化，溫室環(huán)境自動監(jiān)測控制方面的研

2、究有了明顯的進(jìn)展，并且必將以其優(yōu)異的性能價格比，逐步取代傳統(tǒng)的溫度控制措施。但是，目前應(yīng)用于溫室大棚的溫度檢測系統(tǒng)大多采用模擬溫度傳感器、多路模擬開關(guān)、AM轉(zhuǎn)換器及單片機(jī)等組成的傳輸系統(tǒng)。這種溫度采集系統(tǒng)需要在溫室大棚內(nèi)布置大量的測溫電纜，才能把現(xiàn)場傳感器的信號送到采集卡上，安裝和拆卸繁雜，成本也高。同時線路上傳送的是模擬信號，易受干擾和損耗，測量誤差也比較大。為了克服這些缺點，本文參考了一種基于單片機(jī)并采用數(shù)字化單總線技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)應(yīng)用于溫室大棚的的設(shè)計方案，根據(jù)實用者提出的問題進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種新的設(shè)計方案。數(shù)字化單總線技術(shù)是利用DALLA然司生產(chǎn)的新型器件實現(xiàn)的。它將系統(tǒng)的地址線

3、、數(shù)據(jù)線、控制線合為一根導(dǎo)線，允許在這根導(dǎo)線上掛接數(shù)百個控制對象，形成多點單總線測控系統(tǒng)。采用單總線協(xié)議后，可在檢測點將模擬信號數(shù)字化。這樣，在單總線上傳輸?shù)谋闶菙?shù)字信號。本文介紹的溫度測控系統(tǒng)就是基于單總線技術(shù)及其器件組建的。該系統(tǒng)能夠?qū)Υ笈飪?nèi)的溫度進(jìn)行采集，利用溫度傳感器將溫室大棚內(nèi)溫度的變化，變換成電流的變化，再轉(zhuǎn)換為電壓變化輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其值由單片機(jī)處理，最后由單片機(jī)去控制數(shù)字顯示器，顯示溫室大棚內(nèi)的實際溫度，同時通過比較，對大棚內(nèi)的溫度是否超過溫度限制進(jìn)行分析。如果超過我們預(yù)先設(shè)定的溫度限制，溫度報警系統(tǒng)將進(jìn)行報警。這種設(shè)計方案實現(xiàn)了溫度實時測量、顯示和控制。該系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，具

4、有較高的測量精度，不需要任何固定網(wǎng)絡(luò)的支持，安裝簡單方便，性價比高，可維護(hù)性好。這種溫度測控系統(tǒng)可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫室大棚，實現(xiàn)對溫度的實時控制，是一種比較智能、經(jīng)濟(jì)的方案，可以促進(jìn)農(nóng)作物的生長，從而提高溫室大棚的畝產(chǎn)量，以帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。2、國內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）國外計算機(jī)用于溫室環(huán)境控制技術(shù)研究較早，開始于上世紀(jì)70年代末。隨著通訊技術(shù)及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，溫室環(huán)境調(diào)控技術(shù)得到了迅速發(fā)展。1978年日本學(xué)者首先研制出微型計算機(jī)溫室綜合環(huán)境控制系統(tǒng)，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)，開發(fā)和研制計算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。目前發(fā)達(dá)國家可以根據(jù)

5、溫室作物的要求和特點，對溫室內(nèi)光照、溫度、水分、氣、譽肥等諸多因子進(jìn)行自動控制。目前，美國已將全球定位系統(tǒng)、電腦和遙感遙側(cè)等高新技術(shù)應(yīng)用于溫室生產(chǎn)，有82%的溫室使用計算機(jī)進(jìn)行控制，存67%的農(nóng)戶使用計算機(jī)，其中27%的農(nóng)戶還運用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。炙現(xiàn)在國外溫室環(huán)境控制技術(shù)正朝著高科技方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、一遙測技術(shù)己逐漸應(yīng)用子管理與控制系統(tǒng)中。國內(nèi)對溫室控制技術(shù)研究起步較晚。近幾年來，我國加大了在溫室結(jié)構(gòu)和溫室控制方面的研究力度。溫室設(shè)施計算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。但是，大部分采用的都是簡單的直接數(shù)字控制方法，即在程序中設(shè)定各環(huán)境因子的上下限，當(dāng)

6、測定的環(huán)境參數(shù)超過上下限時，啟動環(huán)境控制的硬件系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)。這種方法尚不能根據(jù)作物對環(huán)境的反應(yīng)進(jìn)行實時控制。目前國內(nèi)溫室專家決策系統(tǒng)的研究，針對農(nóng)業(yè)病蟲害診斷性方面的較多，而對于溫室環(huán)境控制，乃至整個溫室監(jiān)控管理方面的研究不多。尤其是智能決策系統(tǒng)在溫室應(yīng)用方面的研究歷史相對較短，還處于剛剛起步階段，有些方面甚至處于空白階段。將智能決策支持系統(tǒng)運用到溫室環(huán)境因子的控制中，正是目前智能溫室發(fā)展的趨勢。在各個方面與歐美等發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距，尚需深入研究。3、研究/設(shè)計的目標(biāo)：大量閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，了解DS18B20溫度傳感器及GSM無線收發(fā)模塊的性能特點及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且運用DS18B20溫度傳感器

7、在溫室大棚中進(jìn)行多點檢測，然后將檢測到的數(shù)據(jù)在液晶上直白的進(jìn)行顯示，當(dāng)溫度超過上限報警值或者低于下限報警值時，通過GSM模塊給管理員發(fā)送實時警報。以便管理者更簡單的管理溫室大棚。4、研究/設(shè)計主要內(nèi)容：本設(shè)計為一閉環(huán)控制系統(tǒng)，由89C51單片機(jī)，A/D轉(zhuǎn)換電路，溫度檢測電路，濕度檢測電路，控制系統(tǒng)組成。溫度檢測電路將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成電壓，該模擬電壓經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入89C51單片機(jī)，單片機(jī)通過比較輸入溫濕度與設(shè)定溫濕度來控制驅(qū)動電路，當(dāng)棚內(nèi)溫濕度在設(shè)定范圍內(nèi)時，單片機(jī)不對GMS模塊發(fā)出任何動作，實現(xiàn)對大棚里植物生長溫濕度的檢測，當(dāng)棚內(nèi)溫濕度超出設(shè)定范圍時，單片機(jī)驅(qū)動GMS模塊給管理

8、者發(fā)出報警信號，以便于管理者能更好的對棚內(nèi)溫濕度做出調(diào)整。硬件電路設(shè)計(1)溫度檢測模塊溫度檢測采用DS18B20溫度傳感器進(jìn)行檢測，DS18B20傳感器的測溫范圍-55c+125C,固有分辨率0.5C,支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫，測量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送。S端口連接到控制器的I/O口，+、-分別連接到+5V和GND。傳感器檢測到的電信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后顯示在液晶顯示屏上，當(dāng)檢測到的溫度超出設(shè)定的范圍時，通過GMS通訊模塊通知管理員進(jìn)行及時調(diào)整。(2)濕度檢測模塊濕度檢測模塊采用DHT11濕度傳感器進(jìn)行檢測，該儀器具有測量精度高、硬件電路簡

9、單、并能很好的進(jìn)行顯示，可測試不同環(huán)境溫濕度的特點。本設(shè)計中，最終選用的集成溫度傳感器DHT11,采集到的溫濕度信號送至單片機(jī)，經(jīng)轉(zhuǎn)換后將濕度值顯示到液晶顯示屏上，當(dāng)檢測到的濕度值超出設(shè)定范圍是，通過GMS通訊模塊通知管理員進(jìn)行調(diào)整。(3)液晶顯木模塊液晶顯示模塊采用12864,12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128X64,內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8X4行16X

10、16點陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。溫濕度傳感器檢測到的信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后都將顯示到液晶顯示器上。(4)GMS模塊當(dāng)檢測到的溫濕度高于預(yù)定值時，將通過GMS模塊給管理者及時發(fā)送消息，以便于管理者能夠及時將大棚內(nèi)的溫濕度調(diào)節(jié)至適合植物生長的范圍。5、時間進(jìn)程:2015年11月12月，搜集國內(nèi)外與課題有關(guān)的資料，進(jìn)行閱讀與分析。完成開題。2015年12月2016年2月末，提出課題研究初步方案。2016年2月28日2016年3月

11、25日，畢業(yè)實習(xí)。2016年3月26日2016年4月15日，調(diào)試溫度測量模塊2016年4月15日2016年5月1日，調(diào)試濕度測量模塊2016年5月1日2016年5月15日，調(diào)試液晶顯示模塊2016年5月15日2016年5月30日，調(diào)試GMS模塊2011年6月初到最后，對研究工作和成果進(jìn)行總結(jié)，撰寫論文，完成整個設(shè)計的研究。6、參考文獻(xiàn)：1阿力木甫拉提，溫室大棚溫度的調(diào)控N.農(nóng)業(yè)科技，2010(8)。2Wary,MichelleLynn;Afuzzylogiccontrollerfortemperaturecontrolofasix2zonetubefuranceD.UNIVERSITYOFLO

12、UISVILLE2001.3胡真明，基于單片機(jī)控制的溫室環(huán)境測控裝置的研究D.西北農(nóng)林科技大學(xué)，2007年。4鄭炳坤，簡單的溫控箱溫控電路J.儀器與未來，1991(7)22.5Wary,MichelleLynn;Afuzzylogiccontrollerfortemperaturecontrolofasix2zonetubefuranceD.UNIVERSITYOFLOUISVILLE2001.6鮑可進(jìn)，周金榮，黃道，多變量非線自整定PID控制器J.控制理論與應(yīng)用。1996(4)268.7Diaz,GerardoCristion;Simulationandcontrolofheatexchangersusingartificialneuralnetworks.DU