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蔬菜温室大棚温度控制系统

作　者: 李振东
导　师: 谈世哲
学　校: 中国海洋大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 温度传感器DS1820 单片机 温度控制 硬件设计 软件设计
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 566次
引　用: 2次
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内容摘要


作者对寿光大棚蔬菜的种植现状进行了调查,发现大多数的蔬菜温室大棚以单个家庭作业为主。多参数测控的温室智能化控制设备,经济成本较高,影响了推广使用。因此选择温度这一个重要的温室气侯参数作为控制对象,开发一种能代替人工操作且经济成本低的温度自动控制设备,是本课题研究的目的。本温度控制系统温度的测量精度为±0.5℃；显示精度为0.1℃；能手动设置温度的上限和下限,温度设定范围在0℃-+50℃范围内可调。本蔬菜温室大棚温度控制系统包括硬件电路设计和软件设计两部分。硬件电路设计包括温度检测电路、时钟电路、LCD显示电路、报警电路、强电控制与驱动电路等。温度检测器件选用单总线数字温度传感器DS18B20；时钟芯片选用DS1302；LCD模块选用自带中文字库的HG1286401C；强电控制与驱动电路采用光电耦合器件MOC3061,使强弱电实现电气隔离。软件部分采用模块化程序设计,通过C语言开发了完整的程序软件。上电初始,系统对DS1302、HG1286401C进行初始化,首次读取秒信号,在读取秒信号进程中,完成对年份、日期、小时、分钟等时间信息和温度信息的读取和处理,并在显示屏上显示出来。然后系统用读取的温度值与设定的温度上下限进行比较,判断温度是否越限,如果温度越限,启动加热或通风设备并发出报警声,从而实现温度控制的目的。在本系统中,作者选用一个I/0口接一个DS18B20的方式,共接入3个DS18B20,可对三个蔬菜温室大棚进行温度测控。该方式最大的优势在于省去了DS18B20序列号的匹配与告警搜索程序,使程序编制变得更趋简单。另外,当DS18B20损坏后,可像更换一般的电子元器件一样直接进行更换,而无需重新读取DS18B20的序列号,使维护更加简便。经一系列的实验测试,该蔬菜温室大棚温度控制系统外围电路简单,精度好,可靠性高。既可用于蔬菜温室大棚温度控制,也可以应用于粮食供仓、冷库等场合。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
0 前言  9
1 绪论  9-11
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 国内外发展动态  10-11
  1.3 总体思想  11
2 控制系统方案的确定  11-12
  2.1 系统的组成  11-12
  2.2 系统的工作过程  12
  2.3 系统的设计指标  12
3 系统各模块的硬件设计  12-41
  3.1 单片机模块简介  12-18
    3.1.1 AT89S52性能与引脚介绍  13-16
    3.1.2 单片机应用电路  16-18
  3.2 温度采集模块  18-26
    3.2.1 DS18B20的主要技术特性  18-19
    3.2.2 DS18B20工作原理及应用  19-26
  3.3 数据显示模块  26-32
    3.3.1 HG1286401C液晶中文显示模块概述  27
    3.3.2 模块方框图  27
    3.3.3 模块基本特性  27-28
    3.3.4 模块接口说明  28-29
    3.3.5 模块主要硬件构成说明  29-30
    3.3.6 指令说明  30
    3.3.7 读写时序图  30-31
    3.3.8 应用说明  31-32
    3.3.9 LCD模块与单片机的连接电路  32
  3.4 报警模块  32-33
  3.5 电源模块  33
  3.6 强电控制与驱动模块  33-36
    3.6.1 强电控制与驱动  33-34
    3.6.2 热风机的选择  34-35
    3.6.3 热风机的选择  35-36
  3.7 时钟模块  36-40
    3.7.1 时钟芯片DS1302硬件描述  36-39
    3.7.2 时钟芯片DS1302与单片机的连接电路  39-40
  3.8 键盘模块  40-41
4 系统的软件设计  41-51
  4.1 主程序  41-42
  4.2 时间、温度显示子程序  42-43
  4.3 读取温度子程序  43-44
  4.4 温度上下限设置子程序  44-45
  4.5 时间调整子程序  45-46
  4.6 温度传感器DS18B20的驱动程序  46-48
    4.6.1 初始化DS18B20子程序  46-47
    4.6.2 读一个字节子程序  47
    4.6.3 写一个字节子程序  47-48
  4.7 时钟芯片DS1302的驱动程序  48-49
    4.7.1 DS1302写数据子程序  48
    4.7.2 1302驱动程序  48
    4.7.3 DS1302写入字节子程序  48-49
    4.7.4 DS1302读数据子程序  49
  4.8 显示模块HG1286401C的并口驱动程序  49-51
    4.8.1 检查忙位子程序  49-50
    4.8.2 写命令到LCD子程序  50
    4.8.3 写数据到LCD子程序  50
    4.8.4 初始化LCD子程序  50
    4.8.5 向LCD发送一个字符串子程序  50-51
    4.8.6 写指令或数据子程序  51
5 程序的编辑与调试  51
6 实验测试  51-53
7 结语  53-54
参考文献  54-56
致谢  56-57
个人简历  57
在学期间发表的学术论文与研究成果  57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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