恒温孵化器-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-022-LW
设计摘要：
本论文研究了一种基于STC89C52单片机的恒温孵化控制系统，旨在提供一种可靠、精确控制孵化环境的解决方案。该系统采用了STC89C52单片机作为核心控制器，结合其他模块组成了一个完整的孵化控制系统。在系统设计中，中控部分利用STC89C52单片机实现数据采集和控制逻辑，通过内部处理获取输入部分的数据，并控制输出部分的各个模块。输入部分包括DHT11温湿度检测模块、独立按键和供电电路。DHT11模块用于实时监测孵化环境的温度和湿度，独立按键用于用户界面交互和参数设置，供电电路为整个系统提供稳定的电源。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制加热片、继电器控制加湿器、继电器控制风扇、蓝牙模块、四项步进电机和蜂鸣器。LCD1602显示模块用于实时显示当前的温湿度、设定的参数和系统状态，继电器控制加热片和加湿器实现精确的恒温恒湿控制，继电器控制风扇用于通风调节，蓝牙模块实现与验证，本设计的恒温孵化控制系统能够实现对孵化环境的精确控制和实时监测，提高了孵化成功率。该系统具有结构简单、功能稳定、操作便捷的特点，可广泛应用于家禽孵化、爬行动物孵化等领域。
关键词：单片机；DHT11温湿度传感器，蓝牙模块
字数：11000+
实物链接：
仿真链接：
开题报告链接：
内容预览：
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 DHT11温湿度传感器
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 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2连接蓝牙检测实物测试
5.3 自动孵蛋实物测试
5.4 设置温湿度阈值实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的市流方向。特别是近年来，温度控制系统己应用到人们生活的各个方面，温度是科学技术中最基木的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一，没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就企变质腐烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量利控制是出常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的温度控制器应运而生。它所给人带来的方便也是不可否定的，其中鸡雏恒温孵化器就是一个典型的例子，本设计所介绍的恒温孵化器通过可以通过按键调整温湿度阈值、利用LCD1602显示模块, 可以显示当前温度、湿度、设置的温湿度阈值、通风时间、翻蛋时间，然后可以用蓝牙模块给手机发送温湿度数据，若温湿度不在设置的阈值之内时通过声光报警器进行报警。因而我们对于恒温孵化器的研究具有积极意义。
1.2 国内外研究现状
恒温孵化器是以恒温控制系统为核心的一个恒温装置.它能够使容器内的温度恒定,是用以饲养或培养生物的箱型器具.对于恒温孵化器来说,最为关键的就是对温度的精确控制.单片机的特点是功耗低,微处理器的性能好,控制精准,价格便宜[1]。因此,2017年孔德尉，杨芳芳研究以单片机为主控对象,实现控制功能。
2021年齐琳采用DS18B20温度传感器检测孵化器内温度,结合GY_30光照强度传感器检测孵化器内光照强度,根据采集的数据可以改变灯泡亮度控制孵化器内光照强度.文章通过显示预设的最高,最低温度和实际温度,参考预设光照强度和实际光照强度以及日期时间,可灵活调节预设的温度和光照强度,从而使本设计形成闭环,实现自动控制[2]。
家禽孵化养殖必须通过使用应用开/关控制的人工渗透培养箱来观察温度稳定性。开/关控制产生相对较长的响应时间，以达到稳态条件。此外，系统的工作方式会使组件磨损，因为灯会定期打开。此外，市场上的栽培不太适合在温度波动的环境中使用，因为它可能会影响植物的温度稳定性。2018年沙菲丁，霍利斯研究旨在设计自动家禽孵化栽培，该养殖可以使用PID控制器修复植物孵化器的温度响应，以保持稳定并符合预期的设定点温度值。PID控制中使用的方法旨在使用ARX（自回归eXogenous）MATLAB识别植物，该MATLAB是动态/非线性的，以获得适合系统的数学模型和PID常数值。基于PID的蛋孵化器的硬件设计使用Arduino Uno R3作为主控制器，包括PID源和PWM，以保持植物温度稳定性，其与白炽灯执行器和传感器集成，其中DHTI 1传感器作为读取器作为温度条件和植物湿度。研究结果表明，各植物的PID常数值是不同的。对于并联15瓦的工厂，Kp = 3.9956，Ki=0.361，Kd =0而对于并联的25瓦工厂，Kp=5.714，Ki=0.351，Kd=0，PID常数值能够产生稳定的系统响应，该响应基于设定点，稳态误差值约为5%，即2.7%。孵化率为70-80%，孵化过程在空调环境（多变）中是成功的[3]。
自动化系统正在更多的工业领域使用，通过这种方式，可以避免人为干预并尽可能少地使用。在鸡家禽行业，母鸡的使用正在转移到自动鸡蛋孵化系统。这样的系统有助于农民自动孵化鸡蛋，无需人工干预。这些系统的工作原理是将物理量，温度和湿度保持在最佳水平。通过这种方式，鸡蛋内的胎儿在没有母鸡在场的情况下生长。鸡蛋孵化系统不仅大大提高了家禽产量，还有助于提高创收的规律性，使农民能够过渡到农村创业。2021年Muji E,Drakuli U介绍了基于物联网技术的蛋孵化模糊控制系统的设计与实现。微控制器被编程为作为模糊逻辑控制系统，用于控制种蛋孵化器中的微气候条件，以保持不同种蛋类型的最佳条件。来自温度和湿度传感器的信息以无线方式发送到云端。此外，实施的鸡蛋孵化系统可以自动跟踪孵化鸡之前剩余天数。通过这种方式，可以从任何位置远程监控种蛋孵化器内部的微气候条件。对于实施的种蛋孵化系统的实验工作分析，制造了孵化器[4]。根据实验工作分析结果可以看出，鸡蛋孵化系统运行良好，有助于提高家禽产量。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
该设计是一个基于STC89C52单片机的恒温孵化控制系统，旨在实现对孵化环境的精确控制和实时监测。通过采集温湿度数据并根据设定参数进行控制逻辑处理，系统可以控制加热片、加湿器和风扇等功能模块，以维持恒温恒湿的孵化环境。用户可以通过界面交互模块进行参数设置和监测结果显示。该系统具有简单、稳定、易操作的特点，适用于各种孵化场景，可提高孵化成功率。
