溫室溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

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1、溫室溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計【摘要】本系統(tǒng)是基于單片機(jī)STC12C2052AD配合溫度傳感器DS18B20和RS-232串行通信及RS-485遠(yuǎn)程通信、將在溫室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和出現(xiàn)異常報警的一套溫室溫度監(jiān)測系統(tǒng)。下位機(jī)放置在溫室內(nèi)，通過傳感器采集溫度，然后經(jīng)由單片機(jī)的串行接口，由RS-485總線負(fù)責(zé)下位機(jī)與上位機(jī)的通信，利用MAX232實(shí)現(xiàn)下位機(jī)及MAX485的TTL電平和上位機(jī)RS-232C電平之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)之間的異步串行通信。上位機(jī)采用VisualBasic串行通信編程，接

2、收和分析經(jīng)由下位機(jī)發(fā)上來的數(shù)據(jù)，設(shè)置報警溫度，以及其他參數(shù)，當(dāng)實(shí)際參數(shù)超過設(shè)置參數(shù)時，上位機(jī)進(jìn)行聲光報警來提示管理員，從而進(jìn)行其他相應(yīng)操作。系統(tǒng)采用簡單的雙絞線通信線纜、抗煩擾、布線簡單、傳輸距離遠(yuǎn)。本系統(tǒng)的實(shí)用性和可靠性高、操作簡單、可廣泛用于個人或者企業(yè)的溫室進(jìn)行溫度監(jiān)測使用，且無后期維護(hù)費(fèi)用。29目錄第1章緒論1第2章系統(tǒng)設(shè)計方案22.1系統(tǒng)總體設(shè)計22.2方案選擇22.2.1溫度傳感器的選擇22.2.2通信方式選擇32.2.3程序使用語言的選擇3第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計53.1電源模塊設(shè)計53.2單片機(jī)控制

3、模塊設(shè)計53.3溫度采集電路模塊63.4遠(yuǎn)程通信電路模塊73.4.1調(diào)試端口電路設(shè)計73.4.2遠(yuǎn)程通信電路設(shè)計93.5顯示電路模塊11第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計124.1下位機(jī)控制軟件134.1.1傳感器訪問和控制方法134.1.3下位機(jī)控制軟件說明184.2上位機(jī)控制軟件194.2.1串口通信194.2.2利用MSComm實(shí)現(xiàn)串口通信204.2.3其他功能實(shí)現(xiàn)224.2.4上位機(jī)主控程序界面24第5章系統(tǒng)測試與數(shù)據(jù)分析265.1系統(tǒng)調(diào)試265.2系統(tǒng)測試及數(shù)據(jù)分析26結(jié)束語28致謝辭28參考文獻(xiàn)29附錄A硬件電路

4、圖30附錄B單片機(jī)源程序3029第1章緒論隨著社會主義農(nóng)村的建設(shè)和社會的進(jìn)步，生產(chǎn)水平的提高，溫室也逐漸增多。溫室內(nèi)的溫度是生產(chǎn)過程中最重要參數(shù)之一，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法是人工長期監(jiān)守，利用干濕球玻璃溫度計現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的方式，勞動強(qiáng)度大，操作規(guī)程復(fù)雜，制約了溫室管理員的工作效率?，F(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)滲入到人們生活的方方面面。利用智能監(jiān)測系統(tǒng)對溫室內(nèi)的溫度實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，不但可以解決傳統(tǒng)溫度監(jiān)測的弊端，而且大幅度的提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技含量和生產(chǎn)水平，更重要的是促進(jìn)了新農(nóng)村建設(shè)的發(fā)展和社會的進(jìn)步。國外對溫室環(huán)境控制技術(shù)

5、研究較早，始于20世紀(jì)70年代。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。我國對于溫室控制技術(shù)的研究相對較晚，始于20世紀(jì)80年代。我國工程技術(shù)人員掌握了人工氣候室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)。之后，我國的溫室控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展。但由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平較低，農(nóng)業(yè)勞動力大量過剩，溫室的一次性投資大，資金短缺以及對操作人員的素質(zhì)要求比較高等因素，限制了溫室控制技術(shù)在溫室系

6、統(tǒng)的擴(kuò)展。從國內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，溫室環(huán)境控制技術(shù)都是從手動控制轉(zhuǎn)向自動控制，監(jiān)測技術(shù)也正逐步走向智能化。本系統(tǒng)設(shè)計是以單片機(jī)為核心，利用溫度傳感器對溫度進(jìn)行采集，再經(jīng)過單片機(jī)與計算機(jī)通信，將溫室內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)軟件處理，對溫室內(nèi)的溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測。實(shí)現(xiàn)了對溫室內(nèi)的溫度自動控制，使勞動生產(chǎn)率得到提到.29第2章系統(tǒng)設(shè)計方案2.1系統(tǒng)總體設(shè)計溫室溫度監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如2-1所示。主要是由溫度傳感器和單片機(jī)構(gòu)成的下位機(jī)、遠(yuǎn)程通信、上位機(jī)三大部分組成。圖2-1系統(tǒng)框圖下位機(jī)由單片機(jī)進(jìn)行控制，溫度由

7、溫度傳感器進(jìn)行溫度采集。單片機(jī)對信號進(jìn)行處理，然后由LCD液晶進(jìn)行下位機(jī)現(xiàn)場顯示。同時單片機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行實(shí)時遠(yuǎn)程通信。上位機(jī)的控制處理程序，對接受到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，存儲，分析。同時進(jìn)行動態(tài)顯示、查詢、備份。對超限數(shù)據(jù)進(jìn)行聲光報警提示。2.2方案選擇整套主要是由溫度傳感器和單片機(jī)構(gòu)成的下位機(jī)、遠(yuǎn)程通信、上位機(jī)三大部分組成，方案的選擇將直接影響設(shè)計效率和最后整體效果。2.2.1溫度傳感器的選擇溫度傳感器AD590屬于模擬量輸出，需要使用AD芯片將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，另外如果多個傳感器就需要占用更多的轉(zhuǎn)換芯片以及單

8、片機(jī)口線，外圍元件復(fù)雜。溫度傳感器DS18B20具有獨(dú)特的1-Wire總線技術(shù)，可以掛接多個傳感器[1]。數(shù)字量輸出，測量溫度范圍-55℃至+125℃，測量精度高，增值量為0.5攝氏度，在一秒內(nèi)可以把溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字，測得的溫度值的存儲在兩個八位的RAM中，單片機(jī)直接從中讀出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是溫度，而且體積小、使用方便。基于DS18B20的優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足溫室內(nèi)的溫度要求，加之對DS18B20的使用經(jīng)