全文总字数：6693字
摘 要：本课题着力于开发一款基于单片机的大棚温湿度自动控制系统，结合数据采集技术、显示技术、传感器技术及无线通讯技术实现温湿度控制。通过温度传感器和湿度传感器采集大棚各分布式节点的温湿度信息，再利用无线蓝牙通讯技术将采集信息回传至单片机主控模块，将单片机作为系统的处理器，通过与既定阈值的比较，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度的自动调节。
关键词：单片机 温湿度控制 无线通讯 温室大棚
研究目的及意义
随着科技的发展和自动化装置的推广应用，许多传统行业的弊端也逐一显现，本文仅讨论农业中温室大棚内的温湿度控制方面的弊端与改进的方向方法。在传统的温室大棚养殖系统中，大棚内的温湿度控制大部分，或者说全部要依靠人工来实现，通过在大棚内的温度计来了解温度情况，通过人的体感温度来大致了解湿度情况，然后再以人力来给大棚开门通风除湿或燃烧秸秆来增温，这样不仅极为劳力劳心还有很大的误差。本课题就是为了解决这一现状的问题，应用自动化装置来减少人工的消耗。通过在大棚内的不同位置均匀放置温度传感器和湿度传感器来监控大棚内的空气状况，再将数据通过蓝牙传送给单片机，由单片机内的程序将数据处理结果与预设的值对比，再根据对比结果来控制温湿度调节设备来控制大棚内温湿度。这样一来，如果再加上通讯设备，我们甚至可以用手机电脑来远程监控，大大降低了人工的消耗。这样的温湿度控制系统，不仅可以应用在温室大棚上，一些对温湿度较为敏感的地方，例如档案室、图书馆、食品存储、及农业生物生长室、机械化养殖场和大型温 室等都可以应用[1] 。因此，这样的系统应用很是广泛，在提升生活质量有重要意义。
研究现状
目前，以单片机为基础的温湿度控制技术已经比较成熟，应用也非常广泛。阅读前辈们的文章记录，让我大致了解到了各种各样的温湿度控制系统，其中的细节或许种类各异，使用的主控芯片、温湿度采集设备也各有不同，但就总体来说，还是有共性可循的。主要分为四个模块，即数据采集模块、数据处理模块和显示模块 [2]。接下来就这几方面来论述。
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- 数据采集模块的选择
在数据采集方面，主要用到的温湿度传感器有SHT10、SHT11、DHT11、DS18B20、HM1500LF、AD590、AM2301。其中SHT10传感器是瑞士Sensirion公司推出的单片数字温湿度集成传感器。该传感器由1 个电容式聚合体测湿元件和1 个能隙 式测温元件组成， 并与1 个1 4位A／D转换器以及1 个2．wi r e数字接口在单芯片中无缝结合，使得该产品具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点[3] 。SHT10提供两位串行数字接口与MCU相连 ，SCK为传感器和MCU提供同步时钟，由于接口包含完全静态逻辑，故无最 d~ SCK频率，DATA数据传输为三态门，需要接一个外部上拉电阻。
而SHT11传感器则电路中也不需要添加数模转换模块SHT11在测量时还可以对温湿度 进行自动校准所以测量到的温湿度很准确SHT11是利用CMOS技术制造。SHT11电源电压适用范围是2. 4 〜5. 5 V 。湿度的测量精 度 是 plusmn;3. 5 % ，温 度 的 测 量 精 度 是 0.5 °C 数 字 信 号 输 出 时 是 通 过 两 线 数 字 接 口 直 接 连 接 到 微 处 理 器[4]。
DS18B20 在工农业生产中广泛应用，常常被用 在农业大棚和机房等地。它的测量精度高，在 -10 至 85℃时精度为 plusmn;0.5℃，测温范围广，可以测 量在 -55℃至 125℃之间的温度，还具有体积小、 反应迅速等优点。DS18B20 采用的是单总线接口方 式，这种方式只有一根数据线，系统中的数据交换[5]。，通过分析在本系统 当中所拥有的DS18B20温度传感器相应的540mu;s、270mu;s、 90mu;s、45mu;s、15mu;s等规格读写时序延时，我们所采取的做法就 是根据一个Delay15（n）的函数实施相应的编写工作，从操作 层面上可以做到尤为方便的实施[6]。
DHT11传感器是一个数字温湿度传感器、内置模数转换，可以直接与单片机相连接,因此不需 要手动焊接等复杂的过程。 是一款有 已校准数字信号输出的温湿度传感器。精度湿度 士5% RH, 温度 士2 ℃ , 量程湿度 20%-90%RH, 温 度 0℃ -50 ℃ , 并且采用 了专用的温湿度传感器及数字模块采集 技术 , 是一款复合型传感器 , 不需要额外的部件 , 超低能耗和超远 的数据传导系统使其具有优良的可靠性和卓越的长期稳定性[7]。如果对传感器精确度的要求相对比较低， 通常情况下可以选择 AD590 温度传感器，其能够有 效地达到相关系统的设计要求[8] 。
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