《基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》7500字（論文）

PAGE7-基于單片機(jī)的蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u41141前言 -1-85181.1研究背景及意義 -2-262551.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 -2-225112系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想 -3-278743系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) -4-315383.1單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) -4-203423.2溫濕度采集模塊設(shè)計(jì) -7-248343.3液晶顯示模塊設(shè)計(jì) -9-75533.4報(bào)警模塊設(shè)計(jì) -10-84系統(tǒng)軟件編程 -11-36094.1軟件程序總體設(shè)計(jì) -11-40074.2仿真軟件 -12-44364.3應(yīng)用調(diào)試 -13-62105系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試 -14-208765.1系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) -14-96305.2系統(tǒng)測(cè)試 -14-110136總結(jié) -15-1前言要大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)科技，解決蔬菜大棚溫濕度環(huán)境控制是社會(huì)要研究的重點(diǎn)難點(diǎn)。蔬菜大棚溫濕度的監(jiān)測(cè)對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，在節(jié)約資源和生產(chǎn)高效化方面也有很大的作用，我們通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的蔬菜大棚對(duì)溫濕度的測(cè)控也只是單純借助溫度計(jì)和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定，其結(jié)果往往與實(shí)際有很大的出入，不能針對(duì)性的把控大棚內(nèi)的環(huán)境條件，對(duì)人力、物力需求極大，從而增加生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本，導(dǎo)致土地利用率低下，農(nóng)業(yè)種植產(chǎn)量不能飽和因而造成了資源的浪費(fèi)，很難達(dá)到預(yù)期的成果。溫度和濕度是植物生長(zhǎng)的重要因素，傳統(tǒng)的大棚溫濕度測(cè)控方法由于存在諸多的弊端，所以為了實(shí)現(xiàn)高效智慧化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)并精準(zhǔn)把握農(nóng)業(yè)研究方向，大力推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)的高科技水準(zhǔn)發(fā)展，合理智慧的研發(fā)農(nóng)業(yè)設(shè)備與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合調(diào)控大棚溫度、濕度等環(huán)境因素，這需要研發(fā)自動(dòng)化程度高、性?xún)r(jià)比高，便于管理的數(shù)字化智能控制設(shè)備，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理效率。本篇論文所設(shè)計(jì)的電路控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定高效、使用簡(jiǎn)單方便，實(shí)用價(jià)值高，可以給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，從而有利于該數(shù)字化監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的推廣實(shí)施。研究背景及意義中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)的快速發(fā)展和進(jìn)步，為農(nóng)業(yè)種植帶來(lái)巨大的改變，智慧化監(jiān)控技術(shù)被廣泛用在農(nóng)業(yè)種植，這就使得農(nóng)業(yè)種植越來(lái)越科學(xué)化，越來(lái)越方便化。由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及與計(jì)算機(jī)的聯(lián)合使用，使得科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)大棚環(huán)境控制的進(jìn)步，現(xiàn)在數(shù)字化控制系統(tǒng)在大棚種植上的使用越來(lái)越多，大棚智慧化控制溫濕度可以滿(mǎn)足在寒帶地區(qū)大量種植溫帶乃至熱帶的作物，這樣發(fā)展推動(dòng)國(guó)家農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，但是在農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)里也存在一些硬件問(wèn)題，比如計(jì)算機(jī)一些開(kāi)發(fā)，軟硬件的結(jié)合，自動(dòng)控制系統(tǒng)還需要不斷地發(fā)展創(chuàng)新和進(jìn)步。近年來(lái)我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展極為重視，智慧化農(nóng)業(yè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，大力宣傳有關(guān)大棚溫濕度自動(dòng)控制技術(shù)，已經(jīng)在我國(guó)慢慢覆蓋，智慧化自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展開(kāi)發(fā)也緊跟著世界的步伐，我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)核心。現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植在環(huán)境控制方面尤為重要，蔬菜的生長(zhǎng)環(huán)境需要適宜滿(mǎn)足它本身的特性，所以要生產(chǎn)出高質(zhì)量的蔬菜品種，就得為蔬菜提供一個(gè)優(yōu)異的種植生長(zhǎng)環(huán)境。蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境控制的設(shè)計(jì)，是智慧自動(dòng)化管理的根本保證，根據(jù)農(nóng)作物自身生長(zhǎng)規(guī)律，有針對(duì)性的控制大棚內(nèi)的環(huán)境條件，給農(nóng)作物最舒適的生長(zhǎng)環(huán)境，從而使農(nóng)作物達(dá)到生長(zhǎng)的快、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)豐收的目的。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在設(shè)施農(nóng)業(yè)體系中，發(fā)展較好的就是新型溫室大棚蔬菜栽培。在國(guó)外多個(gè)國(guó)家，溫室大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展升級(jí)，在原有地膜覆蓋和溫室大棚基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展到人工環(huán)境調(diào)控的智能化溫室大棚設(shè)施，現(xiàn)代化的智能溫室和全自動(dòng)連棟溫室也開(kāi)始出現(xiàn)，并且配套有先進(jìn)的設(shè)施和管理手段，可以周年生產(chǎn)。通過(guò)生產(chǎn)自動(dòng)化，則可以有效地提高成產(chǎn)效率，節(jié)約勞動(dòng)成本，包括勞動(dòng)力成本等，在日常生產(chǎn)技術(shù)上，可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)環(huán)境因子動(dòng)態(tài)化的長(zhǎng)期保持最佳狀態(tài)。我國(guó)和國(guó)外相比，溫室農(nóng)作物栽培技術(shù)發(fā)展相對(duì)較慢些，有些需要農(nóng)民人工控制溫濕度環(huán)境，缺乏專(zhuān)業(yè)科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)，難以對(duì)大棚內(nèi)的環(huán)境實(shí)施自動(dòng)化檢測(cè)，并做出合理調(diào)節(jié)，人力浪費(fèi)十分嚴(yán)重，無(wú)法保證及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，在一定的意義上影響了植物生長(zhǎng)，而蔬菜大棚控制系統(tǒng)能夠很好地解決這一問(wèn)題，通過(guò)LCD1602液晶顯示屏來(lái)顯示系統(tǒng)所測(cè)量到的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行觀(guān)察，研究大棚內(nèi)種植農(nóng)作物的生長(zhǎng)規(guī)律，再基于各種農(nóng)作物自身特征出發(fā)，對(duì)其成長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的控制，大棚中便可以種植出優(yōu)質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品，目前自動(dòng)監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，人工控制溫濕度的方式正在逐漸消失?？傮w而言，全世界各國(guó)設(shè)施蔬菜農(nóng)業(yè)發(fā)展較好的那些國(guó)家，由于工業(yè)水平發(fā)達(dá)，技術(shù)水平先進(jìn)，生活和消費(fèi)水平較高，加上各國(guó)政府和相關(guān)企業(yè)的資金支持以及政府科學(xué)的政策引導(dǎo)，使得這些國(guó)家的溫室大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出較為更發(fā)達(dá)先進(jìn)的一面。

近幾年發(fā)展來(lái)，國(guó)外先進(jìn)的連棟智能溫室大棚，在我國(guó)國(guó)內(nèi)也越來(lái)越常見(jiàn)，我們山東北方溫室，10余年來(lái)，主要研究和建設(shè)的也是新型智能溫室，且已經(jīng)具備較高水平，但是國(guó)內(nèi)實(shí)際利用水平以及科技含量還不夠高，僅僅算是剛進(jìn)入現(xiàn)代化自動(dòng)調(diào)控溫室階段。在我國(guó)大部分地區(qū)，以日光溫室為主，陽(yáng)畦、塑料拱棚、地膜覆蓋等栽培方式，因?yàn)橥顿Y少、見(jiàn)效快、耗能少等特點(diǎn)、在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，仍占據(jù)主流。發(fā)展新型的現(xiàn)代溫室種植，可以保證更高品質(zhì)果蔬的周年供應(yīng)，可以促進(jìn)農(nóng)民增收、就業(yè)增加；可以更好的保證食品安全、提高居民生活品質(zhì)；可以提高整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、科技水平。我國(guó)的溫室大棚蔬菜農(nóng)業(yè)還有很大的發(fā)展空間。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的局限性越發(fā)明顯，國(guó)外有些國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型來(lái)研發(fā)不同蔬菜生長(zhǎng)的適宜控制系統(tǒng)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)人工智能的廣泛研究應(yīng)用。在傳統(tǒng)的蔬菜大棚溫濕度測(cè)控系統(tǒng)中，往往只是人工根據(jù)簡(jiǎn)陋的儀器和自己的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行控制，伴隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的全面推廣，智能化大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，發(fā)展空間不斷擴(kuò)大，各個(gè)環(huán)節(jié)的成本也隨之增加，從而投入產(chǎn)出比的合理規(guī)劃和管控就成為了需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。對(duì)于蔬菜的種植，多項(xiàng)環(huán)節(jié)需要重復(fù)操作完成，在生產(chǎn)設(shè)備、勞務(wù)人員等方面就需要增加投入，因此嚴(yán)格說(shuō)就需要用到比較先進(jìn)的儀器來(lái)嚴(yán)格控制，實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)環(huán)境智能化調(diào)控，易于被廣泛使用。本篇設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)蔬菜大棚溫濕度控制系統(tǒng)，DHT11溫濕度傳感器可以實(shí)時(shí)收取大棚內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)STC89C52的處理，由LCD1602液晶顯示屏展現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)測(cè)量的數(shù)據(jù)不在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警指示燈根據(jù)不同情況亮起不同顏色同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，然后控制繼電器啟動(dòng)相關(guān)措施，假如測(cè)量的溫度高于預(yù)設(shè)范圍的溫度，則啟動(dòng)風(fēng)扇進(jìn)行降溫工作，假如測(cè)量的濕度低于預(yù)設(shè)的值，則啟動(dòng)水泵澆灌，增加濕度；本系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以根據(jù)不同的農(nóng)作物的生長(zhǎng)環(huán)境需求，設(shè)計(jì)不同的溫濕度范圍，給農(nóng)作物最合適的生長(zhǎng)環(huán)境。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)3.1.1STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)STC89C52使用的是MCS-51經(jīng)典內(nèi)核，但是做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)沒(méi)有的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，這就使得STC89C52功能非常強(qiáng)大，靈活程度高，簡(jiǎn)單實(shí)用，在各個(gè)嵌入式應(yīng)用中被廣泛使用。STC89C52單片機(jī)的亮點(diǎn)還表現(xiàn)在容易研發(fā)，加上器件成本便宜，所以成為人們的首選。3.1.2STC89C52單片機(jī)主要特性與參數(shù)3.1.2.1STC89C52主要特性如下：（1）程序存儲(chǔ)空間為8K字節(jié)；（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間為512字節(jié)；（3）EEPROM存儲(chǔ)空間為4K字節(jié)；（4）用串口可直接下載。3.1.2.2STC89C52主要參數(shù)如下：（1）加強(qiáng)型8051單片機(jī)，機(jī)器周期有6T和12T任意選擇；（2）工作電壓：5.5V～3.3V或3.8V～2.0V；（3）工作頻率范圍：0～40MHz，工作中可達(dá)48MHz；（4）工作溫度范圍：分工業(yè)級(jí)和商業(yè)級(jí)，分別為-40～+85℃和0～75℃；（5）通用32位I/O口； （6）可編程系統(tǒng)和應(yīng)用中，無(wú)需專(zhuān)用編程器和仿真器，通過(guò)串口直接下載；（7）具有EEPROM功能；（8）共有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，即定時(shí)器T0、T1、T2；（9）外部中斷方式喚醒下降沿中斷或低電平觸發(fā)的電路；（10）使用異步串行口；（11）PDIP封裝。3.1.3STC89C52單片機(jī)引腳說(shuō)明表3-1STC89C52單片機(jī)引腳說(shuō)明引腳名稱(chēng)引腳說(shuō)明VCC連接正極＋5VGND接地端，與負(fù)極連接PO口（P0.0～P0.7）用于輸入8路TTL電流，雙向I/O口P1口（P1.0～P1.7）與緩沖器相連接的雙向I/O口，主要是于4路TTL門(mén)電流的輸入、輸出。P2口（P2.0～P2.7）雙向I/O口，內(nèi)有上拉電阻，緩沖器功能與P1口一樣P3.0/RXD串行輸入口P3./TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4/T0計(jì)時(shí)器0外部輸入P3.5/T1計(jì)時(shí)器1外部輸入P3.6/WR外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通P3.7/RD外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通RST是電容的充放電性質(zhì)的復(fù)位輸入ALE/PROG地址鎖存信號(hào)輸出端PSEN外部ROM選通信號(hào)輸出腳，控制ROM工作狀態(tài)EA/VPP選擇外部程序存儲(chǔ)器信號(hào)。輸入12V編程電壓才能編程XTAL1芯片內(nèi)反向晶體振蕩體引腳，輸出信號(hào)XTAL2和XTAL1一樣，但它可以驅(qū)動(dòng)內(nèi)部定時(shí)電路工作當(dāng)輸入時(shí)鐘信號(hào)單片機(jī)引腳圖如下圖所示：圖3-1STC89C52單片機(jī)引腳圖3.1.4STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路、時(shí)鐘電路和電源電路構(gòu)成了STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)，便可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如下圖所示為STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)：圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖（1）為單片機(jī)提供電源的是VCC和GND。（2）按鍵S1、電解電容EC1和電阻R1組成復(fù)位電路。（3）晶振Y1、瓷片電容C1和C2組成時(shí)鐘電路。（4）單片機(jī)下載接口為JD1。3.2溫濕度采集模塊設(shè)計(jì)3.2.1DHT11溫濕度傳感器簡(jiǎn)介溫濕度傳感器DHT11是一種數(shù)字信號(hào)輸出的傳感器。用特殊的模擬信號(hào)采取溫濕度傳感技術(shù)，其保證了傳感器可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性和較高的可靠性。單片機(jī)向DHT11發(fā)出起始信號(hào)，接到指令DHT11立刻進(jìn)入到高速工作狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的收取。在單片機(jī)信號(hào)結(jié)束后，DHT11會(huì)開(kāi)始給其反饋正式開(kāi)始溫濕度數(shù)據(jù)的收取，由于直接受CPU的控制，每次收到指令信號(hào)，都會(huì)完成一次數(shù)據(jù)收取。本設(shè)計(jì)用的濕度傳感器為DHT11，它內(nèi)含電阻式感濕元件與NTC測(cè)溫元件，與8位單片機(jī)連接通過(guò)單線(xiàn)制串行接口，可檢測(cè)溫度區(qū)域?yàn)?－50℃，誤差為±2%，檢測(cè)濕度區(qū)域?yàn)?0－90％RH，誤差為±5%，檢測(cè)精準(zhǔn)度高。DHT11的主要亮點(diǎn)是價(jià)格便宜、體積小、不容易受到干擾，同時(shí)其屬于低功耗高性能元器，靈活的感知等多種優(yōu)點(diǎn)讓它成為多數(shù)人的選擇。3.2.2DHT11溫濕度傳感器參數(shù)（1）3.3V-5.5V的工作電壓（2）平均0.5mA的工作電流（3）20-90%RH濕度檢測(cè)區(qū)域（4）±5%濕度檢測(cè)誤差（5）0-50℃溫度檢測(cè)區(qū)域（6）±2%溫度檢測(cè)誤差（7）1%RH的8位濕度分辨率（8）1℃的8位溫度分辨率（9）1S的采樣周期（10）結(jié)構(gòu)為單總線(xiàn)（11）0數(shù)字輸出方式3.2.3DHT11溫濕度傳感器接口（1）3.5V-5.5V外接VCC（2）GND外接GND（3）DAT外接單片機(jī)DHT11傳感器是用數(shù)據(jù)方式為單總線(xiàn)，高電平時(shí)總線(xiàn)在等待模式，單片機(jī)向DHT11輸入周期為18ms的信號(hào)，等待DHT11響應(yīng)，到結(jié)束DHT11都是接收模式，在結(jié)束后，發(fā)送應(yīng)答信號(hào)80us的低電平給單片機(jī)。假如DHT11在接收到高電平信號(hào)時(shí)無(wú)應(yīng)答，則此時(shí)電路的連接出現(xiàn)了錯(cuò)誤，需要檢查電路的連接。

模塊接口原理圖如下圖所示:圖3-4DHT11溫濕度傳感器接口原理圖3.3液晶顯示模塊設(shè)計(jì)3.3.1LCD1602液晶顯示器簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602液晶顯示器屬于點(diǎn)陣型，可顯示數(shù)字化，字母、符號(hào)也都能正常顯示。隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)越來(lái)越成熟，液晶顯示器尺寸也越來(lái)越小、越來(lái)越輕的荷載重量、低功耗高性能、沒(méi)有輻射核磁可以用很久等亮點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式的電子產(chǎn)品里，更是單片機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)中最常用的顯示元件。本系統(tǒng)選用采用的1602型號(hào)性?xún)r(jià)比高，可顯示16個(gè)字符，也可以自己設(shè)置不同所需的文字，電路設(shè)計(jì)容易易懂，能夠滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的各種要求且能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的使用標(biāo)準(zhǔn)。3.3.2LCD1602液晶顯示器參數(shù)（1）16×2個(gè)字符的顯示容量；（2）4.5~5.5V的工作電壓；（3）2.0mA（5.0V）的工作電流；（5）2.95×4.35（W×H）mm的字符尺寸。3.3.3LCD1602液晶顯示器接口引腳說(shuō)明表3-2LCD1602液晶顯示器接口引腳說(shuō)明引腳名稱(chēng)引腳說(shuō)明VSS接地端VDD接正極5VV0液晶顯示調(diào)整器對(duì)比度端RS寄存器選擇，用數(shù)據(jù)寄存器時(shí)為高電平、用選擇指令寄存器時(shí)為低電平RWRW為低電平時(shí)可寫(xiě)入數(shù)據(jù)RW讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，但讀寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)是不同電平E使能端，數(shù)據(jù)讀取時(shí)為高電平，單片機(jī)發(fā)送指令時(shí)為低電平D0~D7雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)A、K空腳圖3-5LCD1602液晶顯示電路原理圖3.4報(bào)警模塊設(shè)計(jì)3.4.1蜂鳴報(bào)警電路簡(jiǎn)介蜂鳴器屬于一件式的電聲設(shè)備一種，為了被廣泛用于聲音發(fā)生器的電子產(chǎn)品中，它常以直流電壓工作。有一個(gè)振動(dòng)源的為有源蜂鳴器，電源接通時(shí)會(huì)激活該振動(dòng)源，無(wú)源蜂鳴器則沒(méi)有振動(dòng)源，若不能通過(guò)DC信號(hào)發(fā)出聲音，則需要使用2K-5K方波驅(qū)動(dòng)它，所以用于控制蜂鳴器的聲音的是晶體管的開(kāi)關(guān)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的報(bào)警模塊是5V有源蜂鳴器，電路是用三極管9012來(lái)啟動(dòng)，單片機(jī)控制引腳為低電平蜂鳴器就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，極大地簡(jiǎn)化了單芯片程序的設(shè)計(jì)。圖3-6蜂鳴器報(bào)警電路原理圖4系統(tǒng)軟件編程4.1軟件程序總體設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)之一，將直接影響本次系統(tǒng)的測(cè)控是否能成功。軟件也像人一樣，具有生命力會(huì)經(jīng)歷多種過(guò)程，軟件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不是一蹴而就的，是不斷地測(cè)試改進(jìn)發(fā)展，軟件設(shè)計(jì)是以簡(jiǎn)單清晰、功能強(qiáng)大為最重要的原則和目標(biāo)。在這階段，思考到標(biāo)準(zhǔn)和匯編語(yǔ)言的亮點(diǎn)，C語(yǔ)言應(yīng)用程序的兩個(gè)主要領(lǐng)域分別是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序編程，是編程區(qū)域的?？停瑫r(shí)C在許多計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中有著高效率非常好用。軟件程序先是初始化系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)、定時(shí)器和顯示屏顯示的內(nèi)容全部初始化，再進(jìn)入循環(huán)，然后通過(guò)DHT11溫濕度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的收取并把它保留緩沖區(qū)，再由STC89C52將收取顯示的數(shù)據(jù)和預(yù)先設(shè)置的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行相比，最后大棚內(nèi)的溫濕度會(huì)通過(guò)LCD1602液晶顯示屏展示出來(lái)，假如所收取的數(shù)據(jù)大于預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí)，指示燈就會(huì)亮，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，繼而系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)入調(diào)控狀態(tài)，繼電器控制水泵或者風(fēng)扇進(jìn)入工作，這樣的循環(huán)會(huì)讓大棚內(nèi)的溫濕度始終保持在預(yù)先設(shè)置的數(shù)值范圍內(nèi)。在當(dāng)今社會(huì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展蓬勃的時(shí)代，智慧化管理已在世界各地非常遍及，所以設(shè)計(jì)一款高效實(shí)用、易于上手的程序系統(tǒng)被當(dāng)今社會(huì)需要，這可以幫助農(nóng)民科學(xué)管理農(nóng)作物的生長(zhǎng)，增加收入。本篇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)單易懂，農(nóng)民方便上手能夠隨時(shí)準(zhǔn)確掌握大棚內(nèi)的溫濕度情況從而進(jìn)行調(diào)整，該操作流程簡(jiǎn)單，智慧化管理解放了人力，提高了效率農(nóng)作物的產(chǎn)量。軟件主程序流程圖如圖4-1所示:圖4-1軟件主程序流程圖4.2仿真軟件4.2.1Proteus軟件簡(jiǎn)介Proteus是LabCenterElectronics公司推出的一個(gè)EDA工具軟件。Proteus可以對(duì)照原理圖進(jìn)行繪畫(huà)并對(duì)其進(jìn)行PCB布線(xiàn)，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)就是利用Proteus仿真布線(xiàn)功能，對(duì)照原理圖把元器件繪畫(huà)在板子上，再進(jìn)行元器件之間的布局布線(xiàn)，完成后進(jìn)行封裝實(shí)現(xiàn)功能的仿真檢測(cè)。Proteus擁有健全的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。4.2.2KeilC51軟件簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)進(jìn)行C語(yǔ)言編譯時(shí)使用的軟件是KeilC51。KeilC51為C語(yǔ)言的編譯軟件工具，在單片機(jī)、plc編程中廣泛應(yīng)用，美國(guó)Keil公司開(kāi)發(fā)的。KeilC51軟件對(duì)于程序源代碼的產(chǎn)生效果很好，為其提供了有益的開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，撰寫(xiě)的匯編代碼密集度極高，讓人容易理解，更適合用在大型軟件的開(kāi)發(fā)中。KeilC51軟件具備了編譯、檢測(cè)、仿真，在編譯時(shí)，C語(yǔ)言的編排都很容易，使用起來(lái)好上手且容易懂，還提供了一整套開(kāi)發(fā)功能，兼容Windows界面，頭文件和源文件等都存儲(chǔ)在工程文件中方便統(tǒng)一管理，這就展現(xiàn)了高級(jí)語(yǔ)言的亮點(diǎn)。4.3應(yīng)用調(diào)試程序完成，在計(jì)算機(jī)上利用KeilC51軟件對(duì)程序源文件進(jìn)行編譯，程序可變成執(zhí)行代碼，就可以根據(jù)編譯過(guò)程查看寫(xiě)完的程序是否出現(xiàn)錯(cuò)誤，如果程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，在編譯過(guò)程就會(huì)顯示出錯(cuò)誤地方，對(duì)錯(cuò)誤結(jié)果進(jìn)行改正，再次對(duì)其代碼進(jìn)行編譯，直到無(wú)錯(cuò)誤出現(xiàn)如圖4-2的結(jié)果。圖4-2軟件程序編譯圖5系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測(cè)試5.1系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)先通過(guò)溫濕度傳感器DHT11對(duì)大棚內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行的采取，顯示數(shù)據(jù)在收集后保存在緩沖區(qū)，再讀取溫濕度的測(cè)量結(jié)果，然后由STC89C52單片機(jī)驗(yàn)證剛讀取的溫濕度是否超過(guò)預(yù)先設(shè)置的報(bào)警范圍，最后測(cè)量的溫濕度結(jié)果會(huì)通過(guò)液晶顯示屏LCD1602顯示出來(lái)，這樣可以讓人們清楚地看到。假如大棚內(nèi)溫濕度的測(cè)量結(jié)果在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的檢測(cè)部分會(huì)一直保持下去，假如大棚內(nèi)溫濕度測(cè)量不在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)時(shí)，警報(bào)指示燈會(huì)根據(jù)不同情況亮起不同顏色，同時(shí)啟動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，然后單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)驅(qū)動(dòng)繼電器打開(kāi)設(shè)備對(duì)大棚內(nèi)溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)合理調(diào)控，農(nóng)民不用憂(yōu)慮因自己沒(méi)有時(shí)間或者不及時(shí)了解大棚內(nèi)的溫濕度而造成損失。5.1.1溫濕度界面顯示及設(shè)置溫度界面：設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)大棚內(nèi)的溫度進(jìn)行測(cè)量，并利用LCD1602將測(cè)量到的結(jié)果顯示出來(lái)，假如預(yù)先設(shè)置的溫度范圍為15℃-38℃，大棚內(nèi)的溫度為27.8℃，利用按鍵設(shè)置調(diào)高溫度或者降低溫度，如果測(cè)量到的溫度不在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)，系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出報(bào)警并及時(shí)做出調(diào)控，此設(shè)計(jì)也可以依據(jù)農(nóng)作物對(duì)溫度的需求，人們?cè)O(shè)置合適的溫度范圍。濕度界面：設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)大棚內(nèi)的濕度進(jìn)行測(cè)量，并利用LCD1602將測(cè)量到的結(jié)果顯示出來(lái)，假如預(yù)先設(shè)置的濕度不低于26%RH，大棚內(nèi)的濕度為35%RH，利用按鍵設(shè)置調(diào)高濕度或者降低濕度，如果測(cè)量到的濕度不在預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)，系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出報(bào)警并及時(shí)做出調(diào)控，此設(shè)計(jì)也可以依據(jù)農(nóng)作物對(duì)濕度的需求，人們?cè)O(shè)置合適的濕度范圍。5.2系統(tǒng)測(cè)試5.2.1測(cè)試說(shuō)明本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體測(cè)試分析如下：（1）檢測(cè)系統(tǒng)溫濕度值預(yù)先設(shè)置后，查看如果不在這個(gè)區(qū)域內(nèi)報(bào)警指示燈是否會(huì)點(diǎn)亮，蜂鳴器是否發(fā)出警報(bào)聲。（2）查看如果不在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)大棚內(nèi)溫度大于預(yù)先設(shè)置的最高范圍時(shí)風(fēng)扇是否啟動(dòng)工作，當(dāng)大棚內(nèi)濕度小于預(yù)先設(shè)置的最低范圍時(shí)水泵是否啟動(dòng)工作。（3）此