基于单片机的蔬菜大棚多路温度测控系统设计

基于单片机的蔬菜大棚多路温度测控系统设计(任务书,开题报告,论文14000字)
摘要   
温度是生产和生活中十分重要的物理量之一，对温度的测量和控制在当今社会上变得越来越重要。本设计将实现一种基于单片机的多路温度测控系统。设计采用STC89S52单片机作为处理器，将系统分为远程控制电路、温度采集电路、键盘电路、显示电路、报警电路等模块，实现对多路温度的实时检测与显示。设计中利用温度传感器DS18B20检测温度，温度信号通过单总线从温度传感器传递到单片机上，数据被处理之后，发出控制信息控制报警和显示电路的工作。论文还从软件角度阐述了采用C语言编写控制程序的方法和流程。
经测试，本系统可以实现多路温度信号采集与显示，同时可以使用手机按键来设置温度限定值，通过对温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制报警灯和马达的目的。
关键词：单片机  DS18B20  温度采集

Based on SCM greenhouses multi-functional temperature testing and control system design
 Abstract
Temperature is one of the very important physical quantities in our production and life, Temperature measurement and control is becoming increasingly important in today's society. This design is a temperature testing and control system based on SCM multi-functional. The design uses STC89S52 microcontroller as the processor, combined temperature acquisition circuit, keyboard circuit, display circuit, alarm circuits, etc. So it can achieve real-time multi-channel temperature detection and display. This system detects the temperature by the temperature sensor DS18B20, AT89S52 controls the temperature sensor, temperature signal transmission through a single bus from the temperature sensor to the microcontroller. After process data the MCU issue control information and control execution module to change the alarm status while the current temperature information will be sent to the LCD display. The paper also introduce C language program control methods and processes from the perspective of the software using.
The system can achieve multi-channel signal acquisition and display temperature by tested, you can use the phone keypad to set the temperature limit. After arithmetic processing of the temperature data it sends control signals to control buzzer and motor.
Keywords： microcontroller chips  DS18B20  Temperature acquisition

 总体设计方案
2.1本设计的功能要求
1、数据采集与显示功能。实现对两路温度的采集，并采用液晶显示屏进行同步显示。精确到±0.5摄氏度(由于没有理解DS18B20工作原理，导致在任务书中出现显示精度为0.01摄氏度，后经过深度学习，故在此矫正)。
2、温度调节功能。采用单片机控制通风口开关（用电动机代替）来对温度进行调节（电动机可以控制风扇，也可以控制通风口的开关（需要通过编程来控制电动机速度与反转正传））；同时区分白天夜晚，进行两种不同的温度调节模式，夜晚模式时，用灯泡照明，增加蔬菜光合作用；
3、报警功能。当温度超过上限或者低于下限时，蜂鸣器或警示灯报警；温度的上下限可以通过按键根据需要设定。
4、安卓手机编程，通过手机代替按键进行控制（采用wifi无线连接）。
5、制作简易模型，模拟控制蔬菜大棚。

2.2设计方案论证
根据设计功能的要求，在方案选择上，有以下方案：
2.2.1 方案一 热敏电阻测温
对温度进行多路检测，常用的方法是采用温度敏感器件对温度进行采集，并通过电路把采集到的模拟数据进行A/D转换，从而得到相应的数字量，然后通过程序进行相应的处理得到实时的温度值。热敏电阻满足这一方案，它价格低廉，测试范围也能够满足大多数场合。但是，热敏电阻阻止随着环境温度变化而变化，其变化曲线在一定的范围内有线性特性，在大多数范围内还是曲线。从而在较大的测量范围内编程比较困难。
2.2.2 方案二 DS18B20温度传感器测温
在测温系统的设计中，我们还会用到集成的温度传感器。相比较而言，集成的温度传感器比热敏电阻有较高的精度，另外，集成的温度传感器自身具有单独的身份序列号，可以在一线制总线上连接多个传感器，从而节省了单片机的端口资源。采用数字温度传感器DS18B20进行温度测量，输出的信号为数字化量，从而节省了传统测温方法所需要的外围电路。DS18B20采用单总线的数据传输，由其和单片机组成的温度测量系统，可以直接输出温度的数字信号，从而使得系统的结构比较简单，节省了体积。采用52单片机进行编程，软件的编程自由度比较大，可以对多个DS18B20同时进行控制，另外还可以与数字显示终端进行通信，比如通过wifi模块与手机通信，在手机上进行显示。
从以上两种方案中，我们不难看出，方案一线性误差大，方案二的测试电路简单，测量精确度比较高，软件设计简单。所以，本次设计选择方案二。
课题采用数字温度传感器DS18B20和单片机STC89C52以及相关外围电路实现高精度、两路温度测量系统。单片机 STC89C52获取温度传感器 DS18B20 采集的不同位置温度的数值，经过单片机处理之后得到当前环境中相对稳定的数值。并且，该系统包含相应的附加功能：超出温度范围可报警、设定报警温度上下限、自动通风以及区分白天黑夜进行人工光照功能。
 

目录   
摘要    I
Abstract    II
第一章  绪论    1
1.1课题背景    1
1.2课题研究意义    1
第二章  总体设计方案    3
2.1本设计的功能要求    3
2.2设计方案论证    3
2.2.1 方案一 热敏电阻测温    3
2.2.2 方案二 DS18B20温度传感器测温    3
第三章  系统硬件设计    5
3.1硬件系统设计思路    5
3.2 单片机最小系统    5
3.2.1 复位电路    6
3.2.2 晶振电路    7
3.3电源电路    7
3.4 温度采集电路    8
3.5 串口通讯电路    11
3.6 无线传输模块    12
3.7 显示电路    14
3.8 附属电路    16
3.9 系统整体电路    16
第四章  系统软件设计    17
4.1 系统软件设计思路    17
4.2 单片机程序设计    17
4.2.1 主程序设计    17
4.2.2 测温程序模块    18
4.2.3 显示程序模块    19
4.3 手机端安卓程序设计    21
4.3.1界面设计与按钮的添加    22
4.3.2为按钮添加事件    23
4.3.3 socket编程    23
4.3.4 无线传输在单片机中相关程序    23
第五章 软硬件调试与运行结果    24
5.1 硬件调试    24
5.2 软件调试    24
5.3 调试结果    24
总结    28
参考文献    29
致谢    30
附录    31
附录一 系统整体电路图    31
附录二 单片机主程序    32
附录三 单片机DS18B20程序    37
附录四 单片机LCD1602程序    38
附录五 手机端安卓程序举例    42