基于物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、.PAGE ：.； 題 目 基于物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄 TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 引言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 一方案選擇 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 二方案確定 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 三實(shí)際分析與方案論證 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 單元電路設(shè)計(jì) PA

2、GEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 一、溫濕度傳感器模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 二、光敏電阻模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 三、CO傳感器模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 四、鍵盤(pán)模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 五、繼電器及補(bǔ)償模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 六、C外接ROM模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 七、液晶模塊 PAGEREF _Toc

3、 h HYPERLINK l _Toc 八、電源模塊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 單元電路測(cè)試 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 整體測(cè)試 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 結(jié)論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄一：整體電路圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄二：程序清單 PAGERE

4、F _Toc h PAGE PAGE 55引言溫室是設(shè)備農(nóng)業(yè)的重要組成部分,溫室大棚測(cè)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)溫室消費(fèi)管理自動(dòng)化、科學(xué)化的根本保證。經(jīng)過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析,結(jié)協(xié)作物生長(zhǎng)規(guī)律,控制環(huán)境條件,使作物在不適宜生長(zhǎng)的反季節(jié)中,可獲得比室外生長(zhǎng)更優(yōu)的環(huán)境條件,從而使作物到達(dá)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。本系統(tǒng)主要針對(duì)溫室內(nèi)溫度、濕度，光照強(qiáng)度,以及二氧化碳濃度,設(shè)計(jì)了以單片機(jī)為中心的溫室大棚測(cè)控系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)。綜合思索系統(tǒng)的精度、效率以及經(jīng)濟(jì)性要求這三個(gè)方面之后,最終確定下位機(jī)以STCC單片機(jī)為控制中心,選用性?xún)r(jià)比比較高的傳感器,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫濕度、二氧化碳濃度的丈量與控制。針對(duì)不同的參數(shù),管理可以經(jīng)過(guò)鍵盤(pán)

5、人為設(shè)定作物所期望的上、下限值。當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到溫濕度、二氧化碳濃度有任何一個(gè)參數(shù)越限時(shí)單片機(jī)經(jīng)過(guò)控制固態(tài)繼電器翻開(kāi)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)展補(bǔ)償。為了便于系統(tǒng)的調(diào)試、移植、修正,軟件設(shè)計(jì)以C言語(yǔ)為根底,采用模塊化設(shè)計(jì),主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、鍵盤(pán)顯示模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換處置等模塊。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們參考國(guó)內(nèi)外溫室測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，它們主要是采用高精度的傳感器丈量溫室環(huán)境參數(shù)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)展遠(yuǎn)程控制，其主要問(wèn)題在于價(jià)錢(qián)較昂貴，普通的農(nóng)民對(duì)于其價(jià)錢(qián)是難以接受的，所以他們?cè)谠O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)充分思索到性?xún)r(jià)比,選用價(jià)錢(qián)低、性能穩(wěn)定的元器件，設(shè)計(jì)出價(jià)錢(qián)低廉且適用的溫室大棚環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)期望

6、一致。該測(cè)控系統(tǒng)具有運(yùn)用簡(jiǎn)單、本錢(qián)較低和任務(wù)穩(wěn)定可靠等特點(diǎn),不僅可以運(yùn)用在農(nóng)業(yè)大棚,也可以運(yùn)用在恒溫濕的機(jī)械加工廠、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面,所以具有一定的推行價(jià)值。方案設(shè)計(jì)一方案選擇方案一：采用數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示各環(huán)境參量方式整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)中心單片機(jī)實(shí)時(shí)讀取溫度濕度傳感器、CO傳感器、光敏電阻的丈量參數(shù)值，并實(shí)時(shí)顯示在LED數(shù)碼管上，顯示當(dāng)前溫室環(huán)境的各個(gè)參數(shù)情況，供溫室管理人員作參考，以決議能否采取相應(yīng)的補(bǔ)償措施。該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)*矩陣鍵盤(pán)設(shè)定相關(guān)環(huán)境參量的上下限值，當(dāng)丈量參數(shù)超越所設(shè)定的上下限的值時(shí)，蜂鳴器響，發(fā)出警報(bào)，提示管理人員進(jìn)展補(bǔ)償。硬件框圖：STCC單片機(jī)位數(shù)據(jù)DSb溫傳感器ADC 模數(shù)轉(zhuǎn) 換芯

7、片光敏電阻CO傳感器*矩陣鍵盤(pán)數(shù)碼管顯示溫度、濕度、CO濃度以及光照的強(qiáng)弱HC鎖存器蜂鳴器報(bào)警圖濕敏電阻軟件流程圖：設(shè)置定時(shí)丈量時(shí)間分鐘，開(kāi)定時(shí)器系統(tǒng)初始化定時(shí)時(shí)間到？堅(jiān)持顯示數(shù)值，等待定時(shí)時(shí)間到丈量實(shí)時(shí)環(huán)境參量值,保管在相應(yīng)的變量中數(shù)碼管顯示丈量的環(huán)境參量值能否超越上下限蜂鳴器報(bào)警，并控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償YYNN圖方案二：采用液晶顯示方式該方案采用液晶顯示的方式顯示環(huán)境參量值，同時(shí)定時(shí)丈量的數(shù)據(jù)用外接ROM存儲(chǔ)下來(lái)，大棚管理人員能經(jīng)過(guò)鍵盤(pán)按鍵設(shè)置環(huán)境參量的上下限，設(shè)置溫室大棚環(huán)境補(bǔ)償方式自動(dòng)補(bǔ)償，定時(shí)補(bǔ)償，手動(dòng)補(bǔ)償，也可控制單片機(jī)讀取外接ROM中存儲(chǔ)的各個(gè)參量在某一時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)，并顯示在液晶

8、上，便于管理人員統(tǒng)計(jì)該段時(shí)間各個(gè)環(huán)境參量的變化情況，繪制相應(yīng)的曲線。硬件框圖：圖顯示溫度、濕度、CO濃度以及光照的強(qiáng)弱EPROMSTCC片機(jī)經(jīng)過(guò)單總線方式DHT溫濕度傳感器ADC 模數(shù)轉(zhuǎn) 換光敏電阻CO傳感器ADC 模數(shù)轉(zhuǎn) 換繼電器控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償*矩陣鍵盤(pán)DS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片軟件流程圖：系統(tǒng)初始化按鍵有無(wú)？設(shè)置環(huán)境參量補(bǔ)償方式讀取傳感器數(shù)值顯示界面能否超越上下限？控制繼電器，使相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償YNYN圖方案三：采用無(wú)線模塊傳輸數(shù)據(jù)，PC機(jī)接納數(shù)據(jù)顯示動(dòng)態(tài)曲線該方案突出特點(diǎn)是采用了無(wú)線方式傳輸所測(cè)參量值給PC機(jī)，PC機(jī)接納數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制出各個(gè)丈量參量隨時(shí)間變化的曲線圖，便于大

9、棚管理人員察看該段時(shí)間內(nèi)各個(gè)參量的變化情況，總結(jié)閱歷，且根據(jù)曲線規(guī)律來(lái)設(shè)置參量的補(bǔ)償方式，如定時(shí)補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)溫室大棚的環(huán)境一直處于最優(yōu)的環(huán)境條件，使作物到達(dá)高產(chǎn)、高效的目的。硬件框圖：無(wú)線發(fā)射模塊RFSTCC單片機(jī)經(jīng)過(guò)單總線方式DHT溫濕度傳感器ADC 模數(shù)轉(zhuǎn) 換光敏電阻CO傳感器ADC 模數(shù)轉(zhuǎn) 換無(wú)線接納模塊RFSTCC單片機(jī)串口PC機(jī)繼電器控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償圖流程框圖：定時(shí)讀取各個(gè)傳感器所測(cè)參量值系統(tǒng)初始化能否超出上下限收到單片機(jī)懇求？發(fā)送呼應(yīng)，并將各參量數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償YNYN初始化單片機(jī)接納數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)串口發(fā)送給PC機(jī)接納到單片機(jī)的呼應(yīng)？PC機(jī)接納數(shù)據(jù)并繪制相應(yīng)的曲

10、線，同時(shí)將數(shù)據(jù)保管。單片機(jī)接納PC機(jī)經(jīng)過(guò)串口發(fā)送的數(shù)據(jù)，并控制無(wú)線模塊向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)懇求PC機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)懇求？YNYN單片機(jī)()流程圖單片機(jī)()流程圖圖方案四：采用液晶顯示，查看參量隨時(shí)間變化曲線圖本方案中采取了在液晶屏實(shí)時(shí)顯示各個(gè)參量值，同時(shí)經(jīng)過(guò)按鍵和現(xiàn)實(shí)模塊設(shè)置相關(guān)參量的范圍，補(bǔ)償方式，讀取記錄，查看參量隨時(shí)間的曲線圖。而在按鍵過(guò)程中液晶為菜單顯示方式，界面友好直觀，交互性好，還可經(jīng)過(guò)按鍵設(shè)置查看C中的記錄的數(shù)據(jù)，來(lái)繪制某一參量隨時(shí)間變化的曲線圖。STCC單片機(jī)C串行EPROM中斷LS四輸入與門(mén)個(gè)按鈕的鍵盤(pán)繼電器控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償液晶菜單方式顯示DHT溫濕度傳感器組個(gè)光敏電阻并聯(lián)ADC模

11、數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換CO傳感器單總線數(shù)據(jù)傳輸DS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片圖流程框圖：系統(tǒng)初始化讀取實(shí)時(shí)環(huán)境參量值保管數(shù)據(jù)在外接ROM中超出上下限？控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償按鍵？顯示環(huán)境參量值，經(jīng)過(guò)菜單設(shè)置環(huán)境參量上下限，補(bǔ)償方式，查看參量曲線圖模塊睡眠YNYN圖二方案確定綜合前面四種方案，方案一采用數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示環(huán)境參量值，較直觀，能遠(yuǎn)間隔 察看各個(gè)參量值，能進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償，廉價(jià)，但該方案對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)不具備保管功能，不能查看以前的參量值的數(shù)據(jù)記錄，且補(bǔ)償方式單一。方案二那么具備液晶顯示參量值，保管數(shù)據(jù)和補(bǔ)償方式設(shè)置功能，該方案經(jīng)過(guò)液晶查看以往的參量數(shù)據(jù)，但參看方式只能是文字方式，不直觀，同時(shí)不具備查看各個(gè)參量隨時(shí)

12、間變化曲線圖的功能。方案三中單片機(jī)丈量環(huán)境參量值，進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償，經(jīng)過(guò)無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳輸給PC機(jī)，經(jīng)過(guò)電腦繪制曲線圖查看量某段時(shí)間的變化情況。該方案缺乏之處在于價(jià)錢(qián)高，且無(wú)線方式傳輸?shù)臄?shù)據(jù)易出現(xiàn)錯(cuò)誤，不能在大棚實(shí)地查看相關(guān)環(huán)境參量值。方案四那么綜合了方案二、三的優(yōu)點(diǎn)并作了一些改良，在大棚處用液晶顯示環(huán)境參量值，單片機(jī)經(jīng)過(guò)記錄時(shí)鐘芯片提供的時(shí)間值，可在液晶上畫(huà)出一定時(shí)間內(nèi)的環(huán)境參量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線圖，同時(shí)還能設(shè)置補(bǔ)償方式，如定時(shí)補(bǔ)償，自動(dòng)補(bǔ)償?shù)?，方便了大棚管理人員對(duì)大棚環(huán)境的管理。故他們選擇方案四。三實(shí)際分析與方案論證實(shí)際分析：溫室環(huán)境復(fù)雜多樣影響的條件要素多，但是影響消費(fèi)的主要要素是：溫度、

13、濕度、CO濃度以及光照強(qiáng)度，其他的條件對(duì)溫室作物的生長(zhǎng)影響極小。因此，只需控制好這幾個(gè)主要的環(huán)境條件就能有效提高溫室的消費(fèi)效率?？刂频那疤崾怯行У谋O(jiān)測(cè)，因此,設(shè)計(jì)的主體是傳感器，本系統(tǒng)采用“溫濕傳感器、CO傳感器、光強(qiáng)傳感器個(gè)傳感器模塊可以有效丈量“溫度、濕度、CO濃度以及光照強(qiáng)度這幾個(gè)主要環(huán)境參數(shù)。采用單片機(jī)作為中心處置器完全可以實(shí)現(xiàn)采集術(shù)、處置數(shù)據(jù)并做出調(diào)整。綜合思索，本系統(tǒng)完全具有可行性。方案論證：溫濕消費(fèi)如今越來(lái)越來(lái)普遍，但是對(duì)于溫濕環(huán)境的控制根本上處于憑閱歷判別的形狀，對(duì)于溫室內(nèi)環(huán)境的主要參數(shù)：“溫度、濕度、CO濃度和光強(qiáng)，除了溫度外都沒(méi)有一個(gè)詳細(xì)的科學(xué)的定量分析。這大大降低了溫室的

14、消費(fèi)效率，而且浪費(fèi)人力。而市面上出現(xiàn)的一些專(zhuān)業(yè)的丈量安裝或者智能溫室管理設(shè)計(jì)，不僅價(jià)錢(qián)昂貴，而且操作復(fù)雜，無(wú)法推行。因此，非常有必要設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)適用、操作簡(jiǎn)單且有效的測(cè)控設(shè)備?？傮w設(shè)計(jì)硬件實(shí)現(xiàn)：本系統(tǒng)基于STCC單片機(jī)，采集路信息并做出處置，整個(gè)系統(tǒng)具有一定的智能化。首先，采集數(shù)據(jù)：本系統(tǒng)采集“溫度，濕度，CO濃度，光照強(qiáng)度路信息；綜合思索采用個(gè)傳感器：溫濕傳感器、CO傳感器、光強(qiáng)傳感器。其次，良好的人機(jī)交互平臺(tái)，這部分功能由“+鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)；界面采用“漢字+圖形的菜單方式，鍵盤(pán)采用四個(gè)獨(dú)立按鈕，由中斷方式讀取按鍵，多層讀取按鍵操作菜單。再次，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)明晰明了、一目了然，采用“字符+波形的顯示方式

15、；溫室環(huán)境瞬時(shí)變化極小，需求采用一定長(zhǎng)的時(shí)間里繼續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)需求實(shí)現(xiàn)菜單設(shè)置掉電保管，系統(tǒng)運(yùn)用一片EPROM芯片記錄菜單設(shè)置方式和丈量數(shù)據(jù)；再次，為了使歷史記錄具有可讀性，丈量數(shù)據(jù)與丈量時(shí)辰必需一一對(duì)應(yīng)，系統(tǒng)采用一片DS時(shí)鐘芯片，記錄時(shí)間。最后，數(shù)據(jù)處置及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整功能：自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)設(shè)置繼電器，控制自動(dòng)調(diào)整安裝；數(shù)據(jù)處置參考下面的軟件支持。系統(tǒng)總的硬件框圖：STCC單片機(jī)C串行EPROM中斷LS四輸入與門(mén)個(gè)按鈕的鍵盤(pán)繼電器控制相關(guān)設(shè)備進(jìn)展補(bǔ)償液晶菜單方式顯示DHT溫濕度傳感器組個(gè)光敏電阻并聯(lián)ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換CO傳感器單總線數(shù)據(jù)傳輸DS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片圖關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)：、為節(jié)省單

16、片機(jī)的引腳資源，他們采用了DHT基于單總線方式的溫濕度傳感器，該傳感器將實(shí)時(shí)溫度、濕度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一條數(shù)據(jù)線傳輸給單片機(jī)。、為可查看參量數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化情況，他們采用了DS實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來(lái)產(chǎn)生時(shí)間數(shù)據(jù)，同時(shí)將所測(cè)實(shí)時(shí)參量數(shù)據(jù)保管在C中，單片機(jī)經(jīng)過(guò)讀取時(shí)間C中的相關(guān)數(shù)據(jù)，在液晶上以時(shí)間數(shù)據(jù)為橫軸，參量數(shù)據(jù)為縱軸，繪制出相應(yīng)曲線。、液晶的操作界面，采用“文字+圖形的方式，采用菜單方式界面，界面友好直觀，非常適宜用戶(hù)操作。二、軟件支持：首先，實(shí)現(xiàn)菜單功能：采用編碼方式，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)一個(gè)編碼，由按鍵改動(dòng)編碼實(shí)現(xiàn)菜單操作。其次，數(shù)據(jù)采集及處置：主程序調(diào)用模塊函數(shù)采集信號(hào)并經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換函數(shù)將信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換成實(shí)踐的參數(shù)

17、，進(jìn)而進(jìn)展相應(yīng)的調(diào)整處置。單元電路設(shè)計(jì)一、溫濕度傳感器模塊選用DHT數(shù)字溫濕度傳感器。DHT數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能位單片機(jī)相銜接。傳感器具有質(zhì)量杰出、超快呼應(yīng)、抗干擾才干強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT傳感器都在極為準(zhǔn)確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)展校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的方式儲(chǔ)存在OTP內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處置過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。丈量精度到達(dá)：溫度.，濕度.RH。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷，超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸間隔 可達(dá)米以上，使其成為各類(lèi)運(yùn)用甚至最為苛刻的運(yùn)用

18、場(chǎng)所的最正確選那么。由于DHT數(shù)字溫濕度傳感器采用單總線輸出，方便連線，但軟件比較費(fèi)事。串行數(shù)據(jù)讀取由高電平的繼續(xù)時(shí)間區(qū)分串行的“、“位，因此在程序中需求測(cè)試高電平的繼續(xù)時(shí)間，需嚴(yán)厲的時(shí)間延時(shí)。二、光敏電阻模塊溫室環(huán)境對(duì)光強(qiáng)靈敏度要求不高，圖因此選擇光敏二極管將光強(qiáng)信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后用ADC 采集電信號(hào)。光敏二極管的電阻 隨光強(qiáng)變化，光強(qiáng)越強(qiáng)電阻值越 低。因此，將光敏二極管與一定 值電阻串聯(lián)就能得到隨光強(qiáng)變化 的電信號(hào)。 SHAPE * MERGEFORMAT 本模塊采用個(gè)光敏 二極管添加采集面，采集兩路 信號(hào)，每?jī)蓚€(gè)光敏二極管并聯(lián)采 集一路信號(hào)，取強(qiáng)信號(hào)為光強(qiáng)信號(hào)。他們將所測(cè)光強(qiáng)數(shù)值自

19、定義分為-級(jí)，分別表示不同強(qiáng)度的光照。模塊電路圖如右圖所示。三、CO傳感器模塊 .二氧化碳傳感器原理:外電源(.V)加熱元件，當(dāng)其外表溫度到達(dá)足夠高時(shí),元件相當(dāng)一個(gè)電池，在其信號(hào)腳兩端輸出電壓(.-.V)信號(hào)(與能斯特方程符合較好)。連線如圖。圖.丈量條件:二氧化碳傳感器對(duì)丈量條件要求較高,電源.V,信號(hào)采集電流控制在PA以下.因此,要求丈量阻抗到達(dá)G-G.采集電路:實(shí)踐運(yùn)用如以下圖所示.采用高輸入阻抗的運(yùn)放OP(輸入阻抗達(dá)G以上)做前級(jí)電壓跟隨器OP的共模輸入阻抗到達(dá)G,因此兩端各采用一個(gè)電壓跟隨器,從而使丈量電阻到達(dá)G的要求.電壓跟隨器后面接一個(gè)差分放大器INAU,將信號(hào)電壓放大倍,然后用

20、ADC進(jìn)展A/D轉(zhuǎn)換采集信號(hào).電路闡明:經(jīng)過(guò)測(cè)試OP與INAU構(gòu)成的前級(jí)電路完全能滿(mǎn)足要求,放大后的信號(hào)電壓誤差在%以?xún)?nèi).ADC為位雙通道串行A/D轉(zhuǎn)換芯片,可以采集-V的信號(hào),級(jí)電壓精度.直接丈量顯然精度不夠,將信號(hào)放大倍后,精度到達(dá)預(yù)期要求(面對(duì)溫室環(huán)境丈量,其對(duì)于CO精度精度要求不高,而且傳感器呼應(yīng)靈敏度足夠高(/). 電路連線圖如圖：圖四、鍵盤(pán)模塊本系統(tǒng)用到了個(gè)按鍵，而每一次按鍵都產(chǎn)生一個(gè)中斷，故他們選取了LS芯片輸入與門(mén)，個(gè)按鍵銜接輸入信號(hào)，輸出銜接外部中斷的引腳，那么每次按鍵，與門(mén)輸出就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)，再結(jié)合鍵值，就能準(zhǔn)確判別出按鍵。硬件電路圖如圖：圖五、繼電器及補(bǔ)償模塊繼電器

21、：繼電器模塊非常簡(jiǎn)單，原理就不多引見(jiàn)了.本系統(tǒng)運(yùn)用了兩個(gè)繼電器，在電路設(shè)計(jì)上直接運(yùn)用三極管提供驅(qū)動(dòng)繼電器多的話可以運(yùn)用HC或達(dá)林管UN等驅(qū)動(dòng)。在實(shí)踐電路中要留意在繼電器的電源端一定要反接一個(gè)二極管；同時(shí)；最好在接近繼電器的電源端接入uF以上的電容，以加強(qiáng)電路的穩(wěn)定性。補(bǔ)償模塊：采用風(fēng)扇和照明燈模擬，風(fēng)扇提供通風(fēng)使CO濃度和濕度恢復(fù)正常值，照明燈提供光照和溫度補(bǔ)償。六、C外接ROM模塊C串行EPROM總?cè)萘繛镵字節(jié)，內(nèi)部分成個(gè)K比特的地址區(qū)域，經(jīng)過(guò)改動(dòng)“a、b、c三個(gè)尋址位尋址不同的地址區(qū)間。每個(gè)區(qū)間內(nèi)部的尋址由位地址碼尋址每一個(gè)地址，對(duì)其數(shù)據(jù)的寫(xiě)入寫(xiě)出操作采用“地址+數(shù)據(jù)的方式。七、液晶模塊*

22、點(diǎn)陣的漢字圖形模塊內(nèi)置個(gè)中文漢字、個(gè)字符及*點(diǎn)陣顯示RAM，串并位并行兩種界面與微機(jī)銜接。本系統(tǒng)采用串行通訊方式，即“數(shù)據(jù)線+時(shí)鐘線方式。串行通訊的優(yōu)點(diǎn)有很多：首先，減少線路銜接，不僅僅減少任務(wù)量，而且節(jié)約硬件本錢(qián)；其次，節(jié)約微機(jī)I/O口；最后，有利于硬件維護(hù)。經(jīng)測(cè)試在寫(xiě)入速度上影響不大，對(duì)本系統(tǒng)來(lái)說(shuō)完全夠用。液晶模塊顯示曲線圖形及實(shí)現(xiàn)反白的時(shí)候,要留意入寫(xiě)數(shù)據(jù)的算法.圖形方式下Y軸是按位尋址,但X軸按雙字節(jié)尋址,奇數(shù)字節(jié)沒(méi)有獨(dú)立的地址。八、電源模塊V電源輸入，正負(fù)電源輸出。V電源接w變壓器降壓到伏，經(jīng)過(guò)由個(gè)二極管構(gòu)成的橋式整流器整流得到V, 后面接系列(、)和LM集成穩(wěn)壓芯片實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。詳

23、細(xì)電路圖如以下圖：圖單元電路測(cè)試本系統(tǒng)各單元模塊在接入系統(tǒng)前都經(jīng)過(guò)獨(dú)立測(cè)試并經(jīng)過(guò)，傳感器模塊無(wú)法提供真，對(duì)其都采用實(shí)物測(cè)試。C、DS、液晶模塊均仿真經(jīng)過(guò)。溫濕模塊測(cè)試數(shù)據(jù)：表丈量次數(shù)物理量:溫度.濕度%RH.CO模塊丈量數(shù)據(jù)：表COppm輸出電壓(V).光強(qiáng)丈量：表光強(qiáng)等級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)輸出電壓(V).整體測(cè)試在分別對(duì)傳感器，鍵盤(pán)，繼電器，液晶模塊進(jìn)展測(cè)試后，他們進(jìn)展整體單元電路的測(cè)試。、顯示實(shí)時(shí)環(huán)境參量數(shù)據(jù)，液晶上顯示實(shí)時(shí)環(huán)境參量數(shù)值：濕度：.%RH 溫度 ：. CO濃度 ：ppm 光照強(qiáng)度：級(jí)相應(yīng)的時(shí)間：: 星期三、按鍵進(jìn)展參數(shù)范圍設(shè)置，補(bǔ)償方式，設(shè)置丈量時(shí)間間隔，液晶采用菜單方式顯示。菜單方

24、式構(gòu)造如下表：(主界面)歡迎運(yùn)用德州學(xué)院 : 星期三濕度：.%RH 溫度 ：. CO濃度 ：ppm 光照強(qiáng)度： ppm 功能設(shè)置參數(shù)設(shè)置丈量間隔分鐘分鐘時(shí)間設(shè)置溫度設(shè)置濕度設(shè)置CO濃度設(shè)置光強(qiáng)范圍模式設(shè)置自動(dòng)補(bǔ)償手動(dòng)補(bǔ)償定時(shí)補(bǔ)償記錄處理上次記錄作圖濕度作圖溫度作圖CO濃度作圖光強(qiáng)作圖復(fù)位將系統(tǒng)恢復(fù)到初始形狀 表、在菜單中選擇作圖，那么單片機(jī)讀取外接ROM的C中的數(shù)據(jù)，以參量值為縱坐標(biāo)，時(shí)間為橫坐標(biāo)，得到相應(yīng)的橫縱坐標(biāo)值，經(jīng)過(guò)鍵盤(pán)選擇，可在液晶屏上繪制相關(guān)參量隨時(shí)間變化的曲線。、設(shè)置過(guò)程中，假設(shè)超越分鐘沒(méi)有按鍵，液晶屏封鎖背景燈，減少耗電。、當(dāng)環(huán)境的光強(qiáng)較低或溫度較低時(shí)，單片機(jī)控制照明燈亮，進(jìn)展

25、補(bǔ)償;當(dāng)濕度值超越下限或CO濃度超出范圍時(shí)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)繼電器控制風(fēng)扇任務(wù)，進(jìn)展補(bǔ)償。結(jié)論基于單片機(jī)的溫室測(cè)控系統(tǒng)對(duì)各項(xiàng)目的的實(shí)現(xiàn)情況較好，系統(tǒng)設(shè)在種植植物的大棚內(nèi)，數(shù)據(jù)采集模塊中的溫濕度傳感器，CO傳感器，光敏電阻，可以將環(huán)境中的溫濕度等非電量的信號(hào)參數(shù)轉(zhuǎn)化為電量信號(hào)，再將這些信號(hào)進(jìn)展處置后送至單片機(jī)，并在C中保管，單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)送到緩沖區(qū)，經(jīng)過(guò)液晶實(shí)時(shí)顯示，但由于人們對(duì)光照強(qiáng)度的概念較模糊，他們對(duì)光強(qiáng)設(shè)置了十個(gè)等級(jí)，較直觀地表示光強(qiáng)。用戶(hù)可以經(jīng)過(guò)鍵盤(pán)及液晶顯示模塊輸入溫度、濕度、CO濃度的上下限值和預(yù)置值，可在菜單中的記錄處置項(xiàng)查看上次記錄，繪制相關(guān)參量曲線?？深A(yù)置補(bǔ)償方式，定時(shí)補(bǔ)

26、償，自動(dòng)補(bǔ)償，手動(dòng)補(bǔ)償。在自動(dòng)補(bǔ)償方式下，單片機(jī)將所測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與原先內(nèi)部設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)展比較處置；單片機(jī)根據(jù)比較結(jié)果對(duì)執(zhí)行設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，并經(jīng)過(guò)繼電器的控制對(duì)相應(yīng)的設(shè)備如照明燈，風(fēng)扇等進(jìn)展操作，調(diào)理大棚內(nèi)的溫濕度，CO，和光照形狀，直到它們的形狀處于上下限值以?xún)?nèi)為止。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，本系統(tǒng)嚴(yán)密結(jié)合溫室大棚的實(shí)踐情況，綜合目前市面上相關(guān)產(chǎn)品的特點(diǎn)，他們采用了直觀友好的操作界面，操作簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)顯現(xiàn)可以經(jīng)過(guò)文字方式，還可繪制相應(yīng)曲線，運(yùn)用戶(hù)方便查看，查詢(xún)和設(shè)置。本系統(tǒng)具有構(gòu)造簡(jiǎn)單，本錢(qián)低，高效率，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，具有很好的運(yùn)用前景。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了他們預(yù)期的一切目的，但由于時(shí)間緊，他們對(duì)一些目

27、的進(jìn)展了簡(jiǎn)化。假設(shè)時(shí)間充足，他們可以改良本系統(tǒng)的一個(gè)缺乏之處：不能保管較長(zhǎng)一段時(shí)間的各個(gè)參量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。他們的改良想象是將參量值數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)的串口傳輸給PC機(jī)，由PC機(jī)保管各個(gè)參量長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)。如在C中的數(shù)據(jù)存滿(mǎn)時(shí)，那么單片機(jī)將C中的數(shù)據(jù)全部傳輸給PC機(jī)，PC機(jī)收到數(shù)據(jù)后，保管在特定的文檔里，同時(shí)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的軟件處置可在PC機(jī)上繪制各個(gè)參量該段時(shí)間的變化曲線。參考文獻(xiàn)：【】新編MCS-單片機(jī)運(yùn)用設(shè)計(jì)/張毅剛編著.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)，.，-頁(yè)。【】電子工程師制圖與制版技術(shù)Protel SE運(yùn)用.北京：科學(xué)，-頁(yè)?！尽孔T浩強(qiáng).北京: 清華大學(xué), 年重印, 第三版,-頁(yè),-頁(yè)?！尽侩s志年第一期-頁(yè)、

28、第二期-頁(yè) 數(shù)字示波器DIY魏坤?！尽繂纹瑱C(jī)運(yùn)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例詳解.北京：機(jī)械工業(yè)，.，-頁(yè)。附錄附錄一：整體電路圖圖附錄二：程序清單#include/頭文件#include#include#include#include#include #includesfr AUXR=xe;sfr AUXR=xa;/key記錄鍵值；k自動(dòng)控制標(biāo)志；i、b用于顯示unsigned char key=,k=,i=,b=,m=,j=,l=,g=,s=; /m、l、j、g用于計(jì)時(shí)unsigned char xdata show;/用于顯示轉(zhuǎn)換unsigned char xdata wet; /濕度:、溫度:、CO、

29、光強(qiáng)unsigned char xdata max=;unsigned char xdata min=;unsigned char xdata time=,;/*/比較參量,時(shí)間:、濕度:、溫度:、CO、光強(qiáng)unsigned char xdata time=,;/*/比較參量,時(shí)間:、濕度:、溫度:、CO、光強(qiáng)unsigned char address=x; /RAM地址sbit key=P; /按鍵 sbit key=P;/ sbit key=P;/ sbit key=P;/ sbit led=P;/背燈sbit co=P; /CO加熱sbit mo=P;/電機(jī)sbit li=P; /加熱燈

30、void menu();void welcome() /歡迎界面chn_disp(x,歡迎運(yùn)用);chn_disp(x,德州學(xué)院);void readall() /讀取時(shí)間、濕、溫、CO、光強(qiáng)Read_RTC();RH(wet);wet=Adc();wet=Adc();void change(unsigned char n)/數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換unsigned char k;unsigned int g;switch(n)case :for(k=;k;k+)show-*k=set_rtc_codek/+;show-*k=set_rtc_codek%+;show=show=:;break;case :

31、show=set_rtc_code/+;show=set_rtc_code%+;show=set_rtc_code/+;show=set_rtc_code%+;show=set_rtc_code/+;show=set_rtc_code%+;break;case :show=time/+;show=time%+;show=show=-;show=time/+;show=time%+;break;case :show=time/+;show=time%+;show=show=-;show=time/+;show=time%+;break; case :g=wet*x+wet;show=g/+;sh

32、ow=(g/)%+;show=.;show=g%+;show=%;break; case :g=wet*x+wet;show=g/+;show=(g/)%+;show=.;show=g%+;break; case :g=CO_deal(wet);show=g/+;show=(g/)%+;show=(g/)%+;show=g%+;show=p;show=p;show=m;break; case :show=wet/+;show=wet%+;show=p;show=p;show=m;break;void clean()/清屏wr_lcd(comm,x);wr_lcd(comm,x);lat_dis

33、p(,);delay();void z() /制造clean();chn_disp(x,制造);chn_disp(x, 物理系);chn_disp(xa,電科 );chn_disp(xa, 李旋);void showall(char a) /顯示一切switch(a)case :readall(); wr_lcd(comm,xc);clean();change();chn_disp(x,show);chn_disp(x,星期);show=set_rtc_code+;chn_disp_(x,show);change();chn_disp_(x,show);change();chn_disp_(x

34、,show);chn_disp_(x,);change();chn_disp_(x,show);change();chn_disp_(xd,show);chn_disp(x,功能設(shè)置);break;case :chn_disp(x,參量設(shè)置);chn_disp(x,方式設(shè)置);chn_disp(x,記錄處置);chn_disp(x,復(fù)位);break;case : chn_disp(x,參量設(shè)置);chn_disp(x,丈量間隔);chn_disp(x,時(shí)間設(shè)置);chn_disp(x,濕度范圍);break;case :chn_disp(x,參量設(shè)置);chn_disp(x,溫度范圍);ch

35、n_disp_(x,CO);chn_disp(xa,濃度);chn_disp(x,光強(qiáng)范圍);break;case :chn_disp(x,丈量間隔);show=s/+;show=s%+;chn_disp_(x,show);chn_disp(x,分鐘);show=/;chn_disp_(x,show);chn_disp(x,次);chn_disp(x,確定);break;case :chn_disp(x,時(shí)間設(shè)置);change();chn_disp(x,show);chn_disp(x,show);chn_disp(x,年);chn_disp(x,月);chn_disp(x,日);chang

36、e();chn_disp(xa,show);show=show;show=show;chn_disp(x,show);chn_disp(xa,時(shí));chn_disp(xc,分);chn_disp(xe,秒);chn_disp(xa,星期);show=set_rtc_code+;chn_disp_(xc,show);break;case : chn_disp(x,濕度范圍);wet=time;wet=time;change();chn_disp_(x,show);wet=time;wet=time;change();chn_disp_(xd,show);break;case : chn_disp

37、(x,溫度范圍);wet=time;wet=time;change();chn_disp_(x,show);wet=time;wet=time;change();chn_disp_(xd,show);chn_disp_(xf,);break;case : chn_disp_(x,CO);chn_disp(x,濃度范圍);wet=time;change();chn_disp_(x,show);wet=time;change();chn_disp_(xd,show);break;case : chn_disp(x,光強(qiáng)范圍);wet=time;change();chn_disp_(x,show);

38、wet=time;change();chn_disp_(xd,show);break;case :chn_disp(x,方式設(shè)置);chn_disp(x,自動(dòng)補(bǔ)償);chn_disp(x,手動(dòng)補(bǔ)償);chn_disp(x,定時(shí)補(bǔ)償);break;case : chn_disp(x,定時(shí)補(bǔ)償);chn_disp(x,從);change();chn_disp(x,show);chn_disp(x,到);change();chn_disp(xd,show);chn_disp(x,確定);break;case :chn_disp(x,記錄處置);chn_disp(x,上次記錄);chn_disp(x,

39、作圖);chn_disp(x,確定);break;case :chn_disp(x,上次記錄);change();chn_disp(x,show);change();chn_disp_(x,show);change();chn_disp_(xd,show);change();chn_disp_(x,show);change();chn_disp_(xd,show);break;case :chn_disp(x,濕度作圖);chn_disp(x,溫度作圖);chn_disp_(x,CO);chn_disp(xa,濃度);chn_disp(x,光強(qiáng)作圖);break;case :chn_disp(

40、x,確定將系統(tǒng));chn_disp(x,恢復(fù)初始形狀);chn_disp_(x,?);chn_disp(x,確定);break;case :clean();chn_disp(x,設(shè)置已保管);break;if(a)&(axf)send();/寫(xiě)滿(mǎn)送入串口address=x;void record()/將參量寫(xiě)入RAMWritepage(time,);Writepage(time,);void ok()/顯示設(shè)置已保管showall();delay();b=i=m=;menu();void add(unsigned char b) /調(diào)整時(shí)間switch(b) case :set_rtc_cod

41、e+;if(set_rtc_code&xf) set_rtc_code+=;if(set_rtc_code&xf)xf) set_rtc_code=;break;case :set_rtc_code+;if(set_rtc_code&xf) set_rtc_code+=;if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;break;case :set_rtc_code+;if(set_rtc_code&xf) set_rtc_code+=;if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;switch(set_rtc_code)case :case :case :c

42、ase x:if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;break;case :if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;if(set_rtc_code%)%)if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;break;break;case :set_rtc_code+;if(set_rtc_code&xf) set_rtc_code+=;if(set_rtc_codex) set_rtc_code=;break;case :case :set_rtc_code-b+;if(set_rtc_code-b&xf) set_rtc_code

43、-b+=;if(set_rtc_code-bx) set_rtc_code-b=;break;case :set_rtc_code+;if(set_rtc_code) set_rtc_code=;break;void fuwei() /復(fù)位函數(shù),用于將系統(tǒng)恢復(fù)初始形狀unsigned char ysh;ysh=+;ysh=;Writepage(ysh,xfe,);k=;g=;void draw(unsigned char qd)/畫(huà)圖函數(shù)unsigned char qe,qr;unsigned int qw,qq,qp;clean();switch(qd)case :qr=x;qq=max*x

44、+max;qp=min*x+min;break;case : qr=x;qq=max*x+max;qp=min*x+min;break;case : qr=x;qq=max;qp=min;break;D=;D=D=D=D=D=D=D=;for(;qwaddress;qr+=) qe=ReadC(qr);if(qd) b=;choose(b,);break;case :showall(i-);choose(b,);if(!b) b=;b-;choose(b,);break;case :i=;menu();break;break;case :switch(key)case :clean();if(

45、!b) s=g;showall(i+)+b);if(b)choose(,);else choose(,);i+=b;b=;break;case :choose(b%)+,);b+;if(b) b=;showall(i-+(b/)*);choose(b%)+,);break;case :choose(b%)+,);if(!b) b=;b-;showall(i-+(b/)*);choose(b%)+,);break;case :i-;clean();showall(i-);choose(b=,);break;break;case :switch(key)case :g=s;WriteC(g,xfe

46、);ok();break;case :if(s) s+;else if(s) s+=;else if(s) s-=;else if(s) s-=;else if(s) s-;showall();break;case :i-;clean();showall(i-);choose(,);b=;break;break;case :switch(key)case :Initial();ok();break;case :showall(i-);choose(b/+b+,);b+;if(b) b=;choose(b/+b+,);break;case :add(b);showall(i-);choose(b

47、/+b+,);break;case :i=;clean();showall(i-);choose(,);b=;break;break;case :switch(key)case :if(b)record();ok();elsechoose(+b,);b+=;choose(+b,);break;case :if(b)choose(+b,);if(b) b=;else b=;choose(+b,);else if(b=)time+;if(!time)if(timexe) time=xe;else if(b)time+;if(!time)if(timexe) time=xe;showall(i-);

48、break;case :if(b)if(!time)if(time)time-;time=xff;else time-;showall(i-);break;case :if(b)record();ok();elsechoose(+b,);b+=;choose(+b,);break;case :if(b)choose(+b,);if(b) b=;else b=;choose(+b,);else if(b=)time+;if(!time)if(timexc) time=xc;else if(b)time+;if(!time)if(timexc) time=xc;showall(i-);break;

49、case :if(b)if(!time)if(time)time-;time=xff;else time-;showall(i-);break;case :if(b)record();ok();elsechoose(+b,);b+=;choose(+b,);break;case :if(b)time+;if(!time) time=xff;showall(i-);break;case :if(b)if(time) time-;showall(i-);break;case :if(b)record();ok();elsechoose(+b,);b+=;choose(+b,);break;case

50、 :if(b)time+;if(!time) time=xff;showall(i-);break;case :if(b)if(time) time-;showall(i-);break;case :if(b) b=;choose(b+,);break;case :showall(i-);choose(b+,);if(!b) b=;b-;choose(b+,);break;case :i=;clean();showall(i-);choose(b=,);break;break;case :switch(key)case :record();ok();break;case :showall();

51、choose(b/)*+b,);b+;if(b) b=;choose(b/)*+b,);break;case :switch(b)case :time+;if(timex) time=;if(time&xf) time+=;break;case :time+;if(timex) time=;if(time&xf) time+=;break;case :time+;if(timex) time=;if(time&xf) time+=;break;case :time+;if(timex) time=;if(time&xf) time+=;break;showall();choose(b/)*+b

52、,);break;case :i=;clean();showall(i-);choose(b=,);break;break;case :switch(key)case :if(!b) Readpage(set_rtc_code,address-,);Readpage(wet,address-x,);clean();showall(i+=b);if(b) choose(,);i+;b=;break;case :showall(i-);choose(b+,);if(b) b=;else b=;choose(b+,);break;case :showall(i-);choose(b+,);if(b) b=;else b=;choose(b+,);break;case :i=;clean();showall