基于单片机的智能温室大棚控制系统-设计说明书
电子校园网 编号：
CJL-51-2022-142-LW
设计摘要：
基于单片机的智能温室大棚控制系统是一种应用现代技术的创新设计，旨在通过自动监测和调节环境参数，提高温室大棚内作物的生长效率和产量。该系统主要功能包括温度、湿度、光照和二氧化碳浓度的实时检测与控制，以及用户可设置的阈值和报警功能。
首先，系统采用DS18B20温度传感器、YL-69土壤湿度传感器、GY-30数字光强度检测模块和RBY-CO2二氧化碳传感器等传感器，实时监测温室大棚内的环境参数。这些传感器能够提供准确的数据，帮助用户了解温室大棚的实际情况。
其次，系统根据用户设定的阈值，当温度、湿度、光照强度和二氧化碳浓度超过设定的阈值时，触发报警功能，通过声音和光亮提醒用户注意并采取相应的措施。这样可以防止环境参数超过安全范围而对作物造成损害。
此外，系统还具备自动调节功能。当温度过高时，系统会启动风扇进行降温，保持适宜的温度；当温度过低时，系统会通过继电器升温以维持稳定的温度。当二氧化碳浓度过低时，系统会增加二氧化碳供给量，促进作物的光合作用。当湿度过低时，系统会自动启动水泵进行浇水；当光照不足时，系统会通过LED灯进行补光；当光照过强时，系统会通过步进电机模拟遮阳，保持适宜的光照强度。
最后，系统还提供了用户可设置的阈值功能。用户可以根据具体作物的需求和环境条件，自行设定各个参数的阈值，以实现个性化的控制。
综上所述，基于单片机的智能温室大棚控制系统通过自动监测和调节环境参数，实现了对温室大棚的智能化控制。该系统具备实时检测、阈值报警、自动调节和用户设置等多种功能，能够有效提高温室大棚内作物的生长效率和产量稳定性，为农业生产带来更好的发展前景。
关键词：单片机；步进电机；光敏电阻；温度检测；土壤湿度检测
字数：13000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 光敏电阻
3.5 DS18B20传感器检测温度模块
3.6 ADC0832模数转换芯片模块
3.7 步进电机
3.8 土壤湿度传感器
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程图
4.5 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置阈值实物测试
5.3 光照实物测试
5.4 二氧化碳实物测试
5.5 湿度实物测试
5.6 温度实物测试
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 设置阈值仿真测试
6.3 光照仿真测试
6.4 二氧化碳仿真测试
6.5 湿度仿真测试
6.6 温度仿真测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
温室大棚是现代农业生产中广泛应用的一种种植方式，它可以为作物提供稳定的生长环境，改善作物的产量和质量。然而，传统的温室大棚管理方式主要依赖于人工操作，存在着劳动强度大、管理成本高、响应速度慢等问题。基于单片机的智能温室大棚控制系统的设计与实现，旨在解决传统温室大棚管理方式的不足之处。
通过使用各种传感器监测温度、湿度、光强和二氧化碳浓度等参数，系统可以实时获取温室内部的环境信息。根据设定的阈值，系统可以自动调节温室内的温度、湿度、光照等因素，使其保持在最适宜作物生长的范围内。同时，系统还能通过声光报警提醒用户温室内环境异常，及时采取措施避免作物受到不良影响。
智能控制系统能够根据作物的生长需求自动调节温度、湿度、光照等因素，提高作物的生长速度和产量。通过智能控制系统的精确调控，可以避免能源的浪费，减少温室大棚的能耗，提高能源利用效率。传统温室大棚管理需要人工不断监测和调节，而智能控制系统可以自动完成这些任务，减轻了劳动负担，提高了工作效率。智能控制系统能够实时监测温室内环境，及时发现并处理异常情况，避免因环境问题导致作物质量下降。
综上所述，基于单片机的智能温室大棚控制系统在现代农业生产中具有重要的应用价值和实际意义，可以提高农业生产效率，节约资源，减轻劳动强度，保证作物质量，促进农业可持续发展。
1.2 国内外研究现状
在国外，一些农业发达国家如美国、荷兰和以色列等，已经取得了一系列关于基于单片机的智能温室大棚控制系统的研究成果。这些国家拥有先进的农业技术和先进的控制工程能力，通过引入现代化的传感器技术、自动化控制算法和网络通信技术，实现了对温室内环境参数的精确监测和调节。他们开展了温室大棚中温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等关键环境参数的实时监测与控制，通过精细调节温室内的环境条件，使作物处于最适宜的生长状态，从而有效提高了农产品的产量和质量。
国内也有许多科研机构和企业致力于基于单片机的智能温室大棚控制系统的研发与应用。面对我国庞大的农业生产需求和城市化加速进程，这些机构和企业开展了大量的实践和探索。他们针对我国农业特点，致力于开发适应不同作物生长需求的控制算法和设备，并结合传感器技术、自动化控制策略和信息通信技术，实现温室大棚的智能化管理。这些努力旨在提高农产品的市场竞争力和质量，降低管理成本和劳动强度。此外，还有一些创新企业在智能温室大棚控制系统领域进行了探索，通过引入人工智能、大数据分析等技术手段，进一步提升系统的智能化水平和效率。
1.3 课题主要内容
本设计是基于单片机的智能温室大棚控制系统，主要实现以下功能：
1、使用DS18B20温度传感器检测温度，YL-69土壤湿度传感器检测土壤湿度，GY-30数字光强度检测模块检测光强，RBY-CO2二氧化碳传感器检测二氧化碳
2、当温度，湿度，光强和二氧化碳超过阈值，进行声光报警
3、温度过高，启动风扇；温度过大，继电器升温；二氧化碳浓度过低，继电器增加；湿度过低，水泵浇水；光强过低，LED补光；过强过大，步进电机模拟遮阳
4、可以按键设置阈值。
