1、江蘇信息職業技術學院江蘇信息職業技術學院畢業論文畢業論文 題目： 基于單片機的溫濕度監控系統基于單片機的溫濕度監控系統 系 別： 物聯網工程系物聯網工程系 專 業： 物聯網應用技術物聯網應用技術 學 號： 12170731171217073117 姓 名： 袁冬虎袁冬虎 指導老師： 高云高云 2014 年 12 月 1 日前言I前言前言在現代溫室種植技術，溫度，濕度是溫室蔬菜的一個重要因素才能茁壯成長。目前在中國，溫室生產雖然前所未有的規模，但設備將舊，溫度采集方式落后，農村用煤油溫度計的溫度采集，不僅溫度采集是老式的，耗時，不利于溫室生產規模的擴大，信息不對稱程度提高。 農業源于最古老的人類

2、社會，是各行各業的基礎，也是最重要的產業。農業的發展需要現代先進科技，作用于農業，讓其有一個巨大的發展，新的農業技術革命。科學技術的發展，促進農業的發展，溫室在農業生產中越來越廣泛的應用。傳統的溫室自動化程度很低，基本上是大量的手工操作，即使對于給定的量，在操作中不能得到有效控制，在很大程度上限制了溫室經濟效益。 現在的種植，因為田地的減少，溫室的增加，先進并且可以取得高效益的農業技術，它肯定是要用一套科學而且先進的方法來進行統籌和管理，對各種實時監測所需的溫度和濕度，植被生長期。對于在農業中的科技應用，單片機對溫度和濕度的智能控制有一定的意義，它代表的是一種自動智能控制方法，其應用非常廣泛。

3、摘要I摘要摘要溫度和濕度控制系統已成為當今社會的熱門領域。同時，溫度和濕度是目前的一個行業，農業和生活必須首先要考慮的重要因素之一。因此在社會生產和生活的今天，是一個廉價的迫切需要，易操作、高精度的溫濕度控制系統。本系統的設計目的是檢測溫度和濕度的參數，從而實現基于 AT89C51 單片機的溫度和濕度參數控制。如今，溫室已成為高效農業的一個重要組成部分，如何提高溫室作物生產已成為一個亟待解決的問題。了溫室環境參數的科學監控已經成為現代農業態勢。這樣的設計采用 AT89C51 溫度濕度傳感器，感光的抵抗，無線通信模塊的設計，溫度濕度，曝光信息采集，顯示的體系，同時，利用無線通訊模塊，實現遠程數據

4、傳輸。溫室的溫度，濕度，光照強度監測。為人工經驗誤差的解決溫室評價問題，反應周期長等。關鍵詞：AT89C51 單片機，傳感器模塊，反應周期長江蘇信息職業技術學院畢業論文1目目 錄錄前言前言.I摘要摘要.I目目 錄錄 .1第一章第一章 簡介簡介 .41.11.1 目的和意義目的和意義 .41.21.2 國內外的研究趨勢與發展國內外的研究趨勢與發展 .4第二章第二章 系統組成系統組成 .52.12.1 系統的總體結構系統的總體結構 .52.2 系統工作原理.62.3 系統的總體功能.62.3.1 上位機軟件功能：.62.3.2 下位機功能：.7第三章第三章 硬件系統設計硬件系統設計 .73.13.

5、1 控制中心的設計控制中心的設計 .73.1.13.1.1 單片機單片機的的選型選型 .73.1.2 AT89C51 單片機概述.73.1.3 時鐘電路設計.93.1.4 復位電路設計.103.2 數據采集處理電路的設計.103.2.1 傳感器的選型.103.2.2 模數轉換器.123.3 人機對話接口電路設計.123.3.1 LED 顯示接口電路的設計.123.4 信號調理電路.13第四章第四章 電氣控制電路設計電氣控制電路設計 .144.14.1 電氣控制電路電氣控制電路 .144.1.14.1.1 電氣控制電路的設計電氣控制電路的設計 .144.1.2 工作原理.15第五章第五章 軟件設

6、計軟件設計 .155.15.1 軟件設計工具的選用軟件設計工具的選用 .155.1.15.1.1 編程語言的選用編程語言的選用 .155.1.25.1.2 數據庫的選用數據庫的選用 .165.25.2 軟件設計軟件設計 .165.2.15.2.1 軟件設計的總體框架軟件設計的總體框架 .165.2.2 各個模塊的細化.175.3 人機交互界面的創建.195.3.1 人機交互界面的基本概念.195.3.2 人機交互界面的組成.205.3.35.3.3 系統中各界面的創建系統中各界面的創建 .20江蘇信息職業技術學院畢業論文25.3.4 主要控件功能的實現.25結束語結束語 .25致謝致謝 .26

7、參參 考考 文文 獻獻 .26附錄附錄 .26江蘇信息職業技術學院畢業論文3第一章第一章 簡介簡介1.11.1 目的和意義目的和意義單片機 AT89C51 通常用在智能儀表，控制芯片工業測量，和控制，機電整合，取得了令人矚目的成績，溫、濕度控制系統的例子是還有很多。利用 AT89C51 單片機設計的溫度和濕度控制系統，能及時準確的室內溫度和濕度變化的思考。當升溫到一定溫度，冷卻到一定溫度，在該溫度范圍限制保持恒溫等控制方式，在濕度控制方面等。AT89C51 單片機發送數據到液晶屏顯示，液晶成功完成。報警模塊采用二極管閃爍報警模式。系統設計軟件編輯分別設定所需的溫度和濕度的限制。通過控制二極管閃

8、爍報警上下限溫度和濕度值。如果二極管閃爍的溫度和濕度，提醒員工超越極限，此時的溫度和濕度數據出現異常，對溫度和濕度的真實場景的變化需要及時調整，從而實現對溫度和濕度的控制簡單?？傮w而言，該系統中所涉及的主要是溫度和濕度的測量和控制溫度和濕度的簡單設計。硬件有四個模塊，傳感器模塊，AT89C51 單片機主控制模塊，LCD 液晶顯示閃爍的二極管模塊和報警模塊。在硬件方面，制作比較簡單。1.21.2 國內外的研究趨勢與發展國內外的研究趨勢與發展最早期進行對溫室的管理，還有對于計算機的應用，美國肯定是最大的國家。根據植物的生長周期、生長條件和生長特點，用計算機對溫室進行控制，其中 燈光，溫度，濕度等都

9、是計算機的控制因素。例如，在溫室的控制系統中，可以設定溫室中的植物的生長環境參數，那么，計算機的終端就可以通過傳感器， 進行測量，得到實際的數值；然后，再和之前設定的參數來進行比較，從而完成 對溫室的溫度還有溫室的濕度進行智能控制的一個過程。現在的自動控制系統，早已經完成了智能化還有自動化，而且還用于大規模地生產種植 。調整溫室的溫度還有溫室的濕度參數就可以智能地調節溫室的溫度和濕度的值。所以，在自動地、智能地控制溫室計算機系統還有現實生活的應用上，溫室溫度還有溫室的濕度，在自動還有智能地控制計算機系統對不同的植物一定要順應智能還有自動的發展要求。外國的溫室系統產業一直向著高新的科技，帶有遙感

10、的技術還有對于網絡的智能化技術而發展。智能化還有自動化對于掌控局域網是非常重要的，而且現在也慢慢的融入到管理溫室還有控制溫室，這些年，有些國家提出了一個發江蘇信息職業技術學院畢業論文4展思路，用溫度來完成一些作物的控制技術，而且也出臺了一項溫室的產業標準，讓其可以更加的自動化，網絡化還有智能化。江蘇信息職業技術學院畢業論文5第二章第二章 系統組成系統組成2.12.1 系統的總體結構系統的總體結構 在國內還有國外，開發以及致力研究的智能溫室控制系統，有以下三種：1) 單獨式多單元溫室系統。這個溫室控制系統，原理是用特殊的溫室氣候來進行對終端計算機的控制，一般是用傳感器來檢測其輸入控制信號和輸出信

11、號，再來控制終端計算機和私人計算機相似的形狀還有外觀。其中，用來直接連接傳感器還有繼電器的電纜，通過屏幕到屏幕的形式，生動形象地展示了溫室運行情況，然后再通過一些設備的分析，形成曲線。不過這樣的控制系統比較貴。2) 單片機控制一個溫室單元系統。它的產生和單片機的運用分不開，國內以及國外的溫室控制系統大多都是這個。因為單片機的數據傳輸速度比較快而且還很方便；而且單片機的通道接口的配置十分的靈活，除此之外，單片機的性能之分的穩定，不容易壞，而且它的價格也十分的便宜。但單片機的實際存儲的容量比較小，所以這種溫室控制結構無法挽救市場的數據，造成大量的浪費。3) 分布式多單元系統。這個系統是由多個溫室區

12、組成的，對比與之前的兩個系統，這個系統集合了 PC 的優點。每個溫室通過前端機進行分散的控制計算機還有單片機。PC 在系統中主要是控制系統然后進行整合管理。針對于工作效率的有效提高，還有出于對安全性還有舒適性等因素的考慮，這個系統有很大的，無可替代的優勢，它是現代自動化，智能化地控制溫室系統的一個非常典型的模式。單片機的結構非常簡單，而且它的價格也非常的低廉，單片機的設計也十分的方便，而且它的抗干擾能力也比較強，還有，環境的自適應能力十分的不錯。正因為這樣，單片機常常都被用作自動化、智能化的系統的一個前端處理器，這樣就可以深入地采集各種數據還有各種信息，經過一些簡單的數據分析處理之后再輸送到終

13、端計算機。而且，單片機也可以說是一種簡單的控制器，收到命令之后，再進行控制或者是顯示。計算機是一個十分強大，而且也是一個非常友好的一個人機界面，它可以采集還有處理一些十分復雜的問題。在自動化還有智能化的系統中，PC 常被用作中央處理單元也就是大家所熟知的江蘇信息職業技術學院畢業論文6，可以接收其他主機所發的信息還有數據，然后顯示到微機接口并且處理所發的指令，來完成整個的一個控制。單片機還有微機的優點，就是它們都是采用的分布式智能監控系統。系統結構如圖 2-1 所示：圖 2-1 系統總體結構2.2 系統工作原理 該系統以 AT89C51 單片機為核心，數據采集，傳輸，顯示，報警將通過單片機。數據

14、采集是通過單總線智能數字溫濕度傳感器實現；通過單片機的數據顯示在 LCD 上的采集；當收集的數據超過一個給定的，蜂鳴器報警范圍，和數據通過無線傳輸到另一個單片機的顯示。用 C 語言編程的微控制器。主控計算機（上位機）串行通信接口數據采集/控制器 2數據采集/控制器 3數據采集/控制器 1光照傳感器濕度傳感器溫度傳感器光控驅動器濕控驅動器溫控驅動器江蘇信息職業技術學院畢業論文7系統初始化溫濕度檢測判斷不報警報警89S52單片機無線數據通信LCD液晶顯示89S52單片機LCD液晶顯示終止符合不符合圖 2-2 系統工作原理圖2.3 系統的總體功能統一調度還有系統的管理都是由上位機來完成的，不同溫室的

15、采集數據還有環境的設定都是由系統的下位機來完成的。在系統運行的狀態下還有 PC 實時接收來自下位機的數據以及歷史數據，然后保存到對應的文件。在終端計算機的屏幕上，通過屏幕的切換，可以完成溫室實時數據的采集與數據的顯示；當系統收到數據時，再把計算機的屏幕刷新，這樣，溫室的監控人員就可以看到整個系統的運轉。系統的軟件由上位機軟件還有下位機軟件構成的。2.3.1 上位機軟件功能：a)采集和發送數據：上位機通過通訊系統，上位機在現場可以實時地接收溫室的數據，有的需要發送給下位機的數據通信系統通過傳輸到客戶端，使整個監控系統能夠有效地，準確和及時的數據傳輸。 b)實時畫面監測：從整體和所有的溫室環境監控

16、系統通過在計算機屏幕上形成數據顯示、實時曲線的使用細節兩方面，下位機傳輸的數據隨時更新顯示的內容，實時的模擬顯示。 c)實時報警：根據對于每個數據的分析，然后再對其進行診斷，之后，系江蘇信息職業技術學院畢業論文8統再傳輸數據，上位機對于一些比較重要的環境參數，要進行其實際值以及其參考值的相互比較，并提供針對具體情況的解決方法。d)信息的存儲與查詢：在溫室大棚中，系統可以實時的進行檢測和控制；例如，信息（主要是指歷史數據）進行存儲和輸出。數據也可以就所要在的主機系統，生成各種數據，產生報表，這樣就十分便于查詢數據還有統計數據。e)上位機遙控下位機：PC 可以遠程控制終端計算機，把適宜植物生長得的

17、環境參數輸入到終端計算機系統中，然后再根據情況將數據發送到下位機，來控制設備。2.3.2 下位機功能： 溫室里，實時數據的采集和環境設備的設置以及控制，是由下位機來完成的。單片機的控制面板裝置了所收到數據的實時顯示，比如想要控制相關的一些設備，例如，通訊端口的通信要求等。a)監控溫室環境：監視還有控制溫室中有關環境的參數的變化還有不同的現場設備，實時顯示數據，然后對數據進行分析，根據早已經設定好了的程序來控制有關設備。b)打印實時的數據：在溫室中收集到的實時數據是由下位機印刷設備打印出來的，而且還要作為歷史數據進行存儲。c)傳送和接收數據：對溫室中的備用數據根據計算機的需求，由通信線路傳輸到上

18、位機；而且接收上位機發送的數據還有命令，下位機也可以完成。江蘇信息職業技術學院畢業論文9第三章第三章 硬件系統設計硬件系統設計3.13.1 控制中心的設計控制中心的設計3.1.13.1.1 單片機的選型單片機的選型單片機是集成電路技術與微型計算機技術高速發展的產物。體積小、價格低、應用方便、穩定可靠，因此，給工業自動化等領域帶來了一場重大革命和技術進步。由于體積小，很容易地嵌入到系統之中，以實現各種方式的檢測、計算或控制，這一點，一般微機根本做不到。由于單片機本身就是一個微型計算機，因此只要在單片機的外部適當增加一些必要的外圍擴展電路，就可以靈活地構成各種應用系統，如工業自動檢測監視系統、數據

19、采集系統、自動控制系統、智能儀器儀表等。20 世紀 80 年代以來，發展迅速，世界一些著名廠商投放市場的產品就有幾十個系列，數百個品種。盡管機型很多，但是在 20 世紀 80 年代以及 90 年代，在我國使用最多的 8位單片機還是 Intel 公司的 MCS-51 系列單片機以及與其兼容的單片機。根據要求，這次設計選用 51 系列單片機標準型AT89C51 作為系統的控制中心。3.1.2 AT89C51 單片機概述a)AT89C51 單片機的性能特點AT89C51 與 MCS-51 在原有功能、引腳以及指令系統方面完全兼容。AT89C51 單片機還支持由軟件選擇的兩種節電工作方式，非常適于低功

20、耗的場合。與 MCS-51 系列的 87C51 單片機相比，AT89C51/AT89S51 單片機片內的 4KB Flash 存儲器取代了 87C51 片內的 4KB EPROM。AT89S51 片內的 Flash 存儲器可在線編程或使用編程器重復編程，且價格較低。AT89C51 的時鐘頻率以及運算速度有了較大的提高，例如，AT89S51 工作頻率的上限為 24MHz，而 AT89C51 為 33MHz。AT89C51 片內集成有雙數據指針DPTR，看門狗定時器、具有低功耗空閑工作方式和掉電工作方式。江蘇信息職業技術學院畢業論文10AT89C51 型單片機的內部結構如圖 3-1 所示，它包含以

21、下功能部件：圖 3-1 單片機內部結構圖b)引腳配置AT89C51 采用 40 只引腳雙列直插，引腳按其功能可分為如下 3 類：（）電源VCC、VSS（）時鐘引腳；XTAL1、XTAL2（）控制引腳 RST、ALE/PROG、VP（）I/O 口引腳P0、P1、P2、P3，為 4 個 8 位 I/O 口1電源引腳（1）VCC（40 腳）：+5V 電源。（2）VSS（20 腳）：數字地。2時鐘引腳 （1）XTAL1（19 腳）：片內振蕩器反相放大器和時鐘發生器電路輸入端。用片內振蕩器時，該腳接外部石英晶體和微調電容。外接時鐘源時，該腳接外部時鐘振蕩器的信號。（2）XTAL2（18 腳）：片內振蕩器

22、反相放大器的輸出端。當使用片內振蕩器，該腳連接外部石英晶體和微調電容。當使用外部時鐘源時，本腳懸空。P1 口串行口定時/計數器P3 口中斷系統數據存儲器RAMP2口P0口程序存儲器特殊功能寄存器（SFR）運算部件控制部件B微處理器VccVssXTAL1XTAL28888江蘇信息職業技術學院畢業論文11.控制引腳（1）RST (RESET，9 腳)復位信號輸入，在引腳加上持續時間大于 2 個機器周期的高電平，可使單片機復位。正常工作，此腳電平應 0.5V。當看門狗定時器溢出輸出時，該腳將輸出長達 96 個時鐘振蕩周期的高電平。（2）VPP (Enable Address/Voltage Puls

23、e of Programing，31 腳)引腳第一功能：外部程序存儲器訪問允許控制端。（3）ALE/PROG（Address Latch Enable/PROGramming，30 腳）ALE 為 CPU 訪問外部程序存儲器或外部數據存儲器提供地址鎖存信號，將低 8 位地址鎖存在片外的地址鎖存器中。PROG 引腳第二功能，對片內 Flash 編程，為編程脈沖輸入腳。（）并行 I/O 口引腳（1）P0 口：8 位，漏極開路的雙向 I/O 口當外擴存儲器及 I/O 接口芯片時，P0 口作為低 8 位地址總線及數據總線的分時復用端口。P0 口也可用作通用的 I/O 口，需加上拉電阻，這時為準雙向口。

24、作為通用I/O 輸入，應先向端口寫入 1?？沈寗?8 個 LS 型 TTL 負載。（2）P1 口：8 位，準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。準雙向 I/O 口，作為通用 I/O 輸入時，應先向端口鎖存器寫 1。P1 口可驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。P1.5/MOSI、P1.6/MISO 和 P1.7/SCK可用于對片內 Flash 存儲器串行編程和校驗，它們分別是串行數據輸入、輸出和移位脈沖引腳。（3）P2 口：8 位，準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。當 AT89S51 擴展外部存儲器及 I/O 口時，P2 口作為高 8 位地址總線用，輸出高 8 位地址。P2 口也可作為普

25、通的 I/O 口使用。當作為通用 I/O 輸入時，應先向端口輸出鎖存器寫 1。P2 口可驅動 4 個 LS 型 TTL 負載。（4）P3 口：8 位，準雙向 I/O 口，具有內部上拉電阻。江蘇信息職業技術學院畢業論文12圖 3-2 AT89C51 單片機的引腳配置可作為通用的 I/O 口使用。作為通用 I/O 輸入，應先向端口輸出鎖存器寫入 1?？沈寗?4 個 LS 型 TTL 負載。表-1 P3 口第二功能定義89C51江蘇信息職業技術學院畢業論文13c)存儲器的配置存儲器的結構特點之一是將程序存儲器和數據存儲器分開（哈佛結構），并有各自的訪問指令。存放程序和表格之類的固定常數。片內為 4K

26、B 的 Flash ，地址為 0000H0FFFH。16位地址線，可外擴的程序存儲器空間最大為 64KB，地址為 0000HFFFFH。 3.1.3 時鐘電路設計 時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質量也直接影響單片機系統的穩定性。常用的時鐘電路有兩種方式，一種是內部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。其內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器，輸入端為芯片引腳XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器和微調電容，構成一個穩定的自激振蕩器。連接方法如圖所示，在反饋電路元件選擇石英晶體,電容器,CI 和 C2 30 pf,電容的安裝位置應盡量靠近單片機。江蘇信息職業技

27、術學院畢業論文14123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:3-Jun-2007 Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌8951.ddbDrawn By:XATL 2XATL 1GND89C51Y1CRYSTALC2C1圖 3-3 時鐘電路連接圖3.1.4 復位電路設計 單片機上電內部寄存器和 I / O 端口設置,以確保操作的可靠性。這個設計使用重置電動如圖 3 - 4 所示,它由三部分組成,1、電力自動復位電路;2、手動復位電路;3、外部看門狗電路。電電力將單片機自動

28、復位,自動復位電路和程序操作從一開始。手動復位電路是系統調試或異常,需要使用的時候系統復位時,只需單擊按鈕來重置系統。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-May-2007Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:CR1VCC2GND3PFI4WDO5RESET6WDI7PFO8U5AMAX706VCCC5CAP231U7A74ALS01WDIRESTR1RES2VCCC12CAPR2RES2VCCS?SW-PB圖

29、3-4 復位電路江蘇信息職業技術學院畢業論文153.2 數據采集處理電路的設計3.2.1 傳感器的選型能夠感受規定的被測量，并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置就是傳感器。傳感器用于代替、補充、延伸人的感覺器官的功能。從科學的角度：傳感器用于信息采集。a)傳感器的選擇及性能指標系統使用的溫度、濕度、光、水和地球表面的潛力,濕度傳感器,四個系列產品的使用環境:- 10 + 70,0 100% RH;電源:8 24 v 直流, 20 ma;數據傳輸參數:9600 波特;8 位的數據;1 停止位,最大傳輸距離:1200 米。傳感器性能指標如表 3 - 5 所示。表 3-5 傳感器性能指標b

30、)傳感器的工作原理下面以 THM101 溫度傳感器為例介紹其基本的電路結構和工作原理，如圖3-6 所示。溫度傳感器濕度傳感器AD 變換器LED 顯示MCURS2 接口電源電路供電及信號電纜圖 3-6 THM101 溫度采集模塊的電路結構如圖 系統工作時,溫度傳感器直接將溫度信號轉化為數字信號,由單片機讀取。濕度傳感器輸出電壓信號是由模數轉換器轉換為數字信號后由單片機讀取。單片型號類型性能指標TM101THM101PR-101空氣溫度采集模塊空氣溫濕度采集模塊光量子采集模塊溫度測量范圍：-9.9+70CC溫度測量精度：C5溫度測量范圍：-9.9+70CC溫度測量精度：C5濕度測量范圍：0100%

31、RH濕度測量精度：RH%5測量范圍：02000uom1/s/m2測量精度：%5江蘇信息職業技術學院畢業論文16機在整個工作過程的恒定的溫度和濕度數據,或者通過 LED 顯示屏顯示當前的溫度和濕度值。傳感器模塊等其他工作。c)傳感器的通信命令和數據格式 101 溫度和 濕度采集模塊,例如引入傳感器通信命令和數據格式。THM101 溫度和濕度采集模塊的通信采用“電話答復”的方法。平時在工作中,RS - 232接口模塊的單片機控制電路在接收狀態,一旦接到電話的命令來到公共汽車后,立即地址和命令解析調用的命令,并將地址與存儲在 EEPROM 網站的地址,如果地址是符合這個網站,這個網站立即調用指令給定

32、溫度或濕度數據發送回復。3.2.2 模數轉換器a)模數轉換器的選型模數轉換技術是一個非常重要的技術在數字測量和控制系統。模數轉換芯片種類非常多,選擇變頻器要從速度還有準確性,綜合考慮。通過分析和比較逐次逼近的 A / D 轉換器的性能最合適。轉換速度和準確度的溫和,國內更多使用的是 ADC0808/0809 ADC0801 等。選擇這里的廣泛應用逐次逼近 ADC0809 芯片。ADC0809 配置如圖所示。12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-M ay-2007Sheet of File:C:Documents and

33、SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:IN-026msb2-1212-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-42EOC7IN-53ADD-A25IN-64ADD-B24ADD-C23IN-75ALE22ref(-)16ENABLE9ST ART6ref(+)12CLOCK10U?ADC0809圖 3-7 ADC0809 管腳配置b)ADC0809 引腳配置及其接口電路設計圖中多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用一個A/D 轉換器進行轉換，這是一種

34、經濟的多路數據采集方法。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、B、C 3 個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其江蘇信息職業技術學院畢業論文17abfcgdeDPY1245679abcdefg10dpdpcom3com8轉換結果通過三態輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統數據總線相連，。3.3 人機對話接口電路設計3.3.1 LED 顯示接口電路的設計 通常在微機測控系統中,顯示的信息,包括一個顯示的數據和信息等。其中一個常用的顯示是:LED 發光二極管顯示也被稱為發光數碼管,液晶 LCD 和 CRT圖形顯示等。相比之下,并考慮系統的功能,在這里選擇簡單和常用的七段數碼顯示、LED 數

35、碼管形狀如圖 3 - 8 所示。其外部有 10 針,包括 3、8 針為公共(也稱為可選側段銷的其余部分。由于 LED顯示屏工作電壓較低,體積小,低消費、寬工作溫度范圍(30 + 85),使用壽命長圖3-8 LED 引腳圖約十萬小時，成本低、機械強度高、亮度適中,靈活配置很容易與 TTL 數字邏輯電路和單片機接口簡單,方便,可以直接連接銷,響應速度快,豐富的色彩和其他特征,是最常用的智能儀表,顯示的輸出指標和數據可以顯示的信息。3.4 信號調理電路信號處理你的數據采集設備轉化成一套完整的數據采集系統,它是通過幫助你直接連接到一個廣泛的傳感器和信號類型(從熱電偶到高電壓信號)。整體性能和準確性的關

36、鍵信號處理技術的數據采集系統可以 10 次。江蘇信息職業技術學院畢業論文18信號處理簡單來說是被測信號通過放大、濾波等操作為標準信號采集設備可以識別。指的是使用的內部電路(如過濾、轉換器、放大器等)。改變輸入信號類型和輸出。因為一些工業信號是高電壓、電流、浪涌,等等,不能正確識別系統,必須澄清調整。 一般采集卡與可編程增益,但對信號處理,你要取決于收集的特征信號,如果信號很小,將信號放大處理采集卡的范圍是確定如果干擾較大,考慮過濾前集合。信號電路如圖 3 - 9 所示。 12345678ABCD87654321DCBATitleNumberRevisionSizeDDate:31-May-20

37、07Sheet of File:C:Documents and SettingsAdministrator桌桌wangfan1.ddbDrawn By:761U4BCA139542312U4ACA139R10RES1R12RES1R9RES112345J3CON5R3POT1CE19A 06A 17A 28A 39A 416A 517CP18IN 021IN 122IN 223IN 324IN 44IN 53IN 62IN 71VOUT11SCALE ADJ12U?PLUGR?POT1A00A01A02CPPCEEX013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9

38、VEE7X3U?4051A03A04A05INHGNDA03A04A05+12VGND圖 3-9 反向比例電路第四章第四章 電氣控制電路設計電氣控制電路設計4.14.1 電氣控制電路電氣控制電路4.1.14.1.1 電氣控制電路的設計電氣控制電路的設計現場的溫室控制設施:水泵、風扇、遮陽簾和側窗,等。樹蔭下窗簾,側窗中的電氣控制考慮機器的積極和反向。主電路如圖4 - 1所示,控制電路如圖4 - 2所示:江蘇信息職業技術學院畢業論文193333 遮蔭簾 排風扇 水泵 側窗 圖 4-1 主電路設計圖4-2 控制電路設計圖4.1.2 工作原理在圖 4 - 1 主電路的電氣電路,可分為 M1,M2,M

39、3,M4 四部分,控制循環可以分解成相應的四個基本環節。四個基本鏈路控制電機 M1,M2,M3,M4。下面描述遮陽窗簾 M1,例如,控制過程如下:開關斷路器關閉了 QS,按下開始按鈕 SB2,接觸器 KM1 吸引線圈電,其主江蘇信息職業技術學院畢業論文20要接觸 KM1 關閉,M1 是遮陽簾電機。同樣,摁下按鈕 SB3,由于改變了極性兩相的三相電源,電動機停止前進,逆轉。按下停止按鈕 SB1,吸引了接觸器的線圈,其主要接觸,遮陽簾電機 M1 失去電力關閉。江蘇信息職業技術學院畢業論文21第五章第五章 軟件設計軟件設計5.15.1 軟件設計工具的選用軟件設計工具的選用5.1.15.1.1 編程語

40、言的選用編程語言的選用本系統的開發使用的語言是Visual Basic(VB)。VB語言是一個面向對象的Windows應用程序開發工具,它是基于對象并使用事件驅動機制實現事件反應的Windows操作系統,效率高,簡單,容易學習和強大的功能。Visual Basic提供了大量的控件,可用于界面設計和實現各種功能,程序員可以通過鑄造操作用戶界面設計。使用現有的技能和技術,將能夠創建傳統的客戶機/服務器,網絡,和微軟事務服務器可重用的ActiveX組件的體系結構。本設計中用到了Visual Basic中以下幾個主要控件：表5-1 本設計常用到的控件控件名稱主要作用Data控件數據控制允許從一個記錄到

41、另一個記錄,并顯示和操作的數據連接控制記錄DataGrid控件數據網格控制是最基本的數據交互控制之一,是數據源和用戶之間的接口DataCombo控件數據組合控件組合框是一個數據綁定,它由一個額外的數據源自動填充字段,并且可以選擇性地更新另一個數據源的字段在一個相關的表MSCHART控件它的功能是將表添加到應用程序中,使用它來創建文章,包括線、餡餅等不同類型的2 d或3 d圖表5.1.25.1.2 數據庫的選用數據庫的選用使用微軟 Access2003 數據庫平臺。是一個中小型數據庫管理系統,簡單易用,功能強大,與其它數據庫有一個良好的界面。用戶可以輕松地使用和數據庫,如創建和編輯數據表、設計和

42、使用各種工具來查詢查詢操作,設計和使用的形式,生產、設計和打印語句,使用宏,網頁的設計和使用等。 數據庫,不僅可以處理自己還可以處理一些其他數據庫系統管理軟件建立數據庫文件,可以識別數據庫,信息技術的應用,Btrieve 格式文件,如數據庫,并支江蘇信息職業技術學院畢業論文22持開放數據庫連接(ODBC)標準的 SQL 5.25.2 軟件設計軟件設計5.2.15.2.1 軟件設計的總體框架軟件設計的總體框架總體框架的設計目的是按照完成任務。遠程參數監測模塊,遠程設備控制模塊、數據庫信息管理模塊和一個用戶注冊和登錄模塊。遠程參數監測模塊,主要功能是實現機器的數據存儲在數據庫中,并顯示在用戶界面的

43、同時,這些參數包括溫度、濕度、光、表面溫度、水和潛力,地形、編號和測試的日期和時間數據的溫室等等。任務是數據庫信息管理模塊、歷史數據的數據庫管理和操作,包括添加溫室和標準的函數參數設置,通過參數和標準數據比較的時候,終于知道操作者的操作行為。用戶注冊和登錄模塊,主要是為了防止非工作人員的操作系統和數據庫信息的破壞,為了安全,所以應該設置一個注冊的用戶界面,通過接口遠程溫室監控系統操作和管理。各個模塊之間的關系如圖 5 - 1 如下所示:主界面遠程參數監控模塊數據庫信息管理模塊遠程設備控制模塊用戶登陸注冊模塊溫度濕度光照度地表濕度地勢水勢排風扇側窗氣泵溫度編號遮蔭簾圖 5-1 模塊結構圖5.2.

44、2 各個模塊的細化a)遠程參數監測模塊江蘇信息職業技術學院畢業論文23遠程參數檢測模塊是系統的核心模塊,操作員主要通過模塊來完成整個系統的控制和操作。機器的數據到電腦后,系統將首先從數據存儲在數據庫表中相應的字段,然后實時顯示在用戶界面。該模塊的流程圖如下 5 - 2 所示。開始是否有新數據是否選擇溫室數據顯示結束NNYY圖 5-2 遠程參數檢測模塊b)數據庫信息管理模塊 數據庫信息管理模塊的功能是實現數據庫管理和操作的各種參數,以確保數據的安全運行,通過此模塊可以設置標準等參數值的數據,您可以添加一個新的溫室,完成所有數據庫表中的數據。模塊設計流程圖如圖 5 - 3 所示。開 始新增加溫室該

45、溫室存在？創建新記錄集NY江蘇信息職業技術學院畢業論文24圖 5-3 數據庫信息管理模塊c)遠程設備控制模塊在遠程設備控制模塊的功能主要是機器的一些數據分析后的設備由操作員根據溫室遠程控制的具體情況。當模塊控制應該首先了解設備的運行狀態,并根據狀態判斷設備的遠程控制。控制流程圖如 5 - 4 所示。開 始新增加溫室該溫室存在？創建新記錄集NY圖 5-4 遠程設備控制模塊d)用戶注冊和登錄模塊用戶注冊和登錄模塊,主要是為了防止非工作人員的操作系統和數據庫信息的破壞,為了安全,所以應該設置一個注冊的用戶界面,通過接口遠程溫室監控系統操作和管理。必須首先確定數據庫的用戶是否存在,如果存在,所以如果密

46、碼是正確的。如果有一個新用戶注冊,應首先確定一個新的用戶名和原始用戶名重復。然后完成添加一個新用戶。用戶注冊和登錄的流程圖如 5 5 所示,和 5 - 6。江蘇信息職業技術學院畢業論文25添加新用戶判斷此用戶是否存在添加用戶密碼修改數據庫信息結束YN圖 5-5 用戶注冊用戶登錄該用戶是否存在密碼是否正確登錄成功輸入密碼YNYN圖 5-6 用戶登錄5.35.3 建立一個人機交互界面建立一個人機交互界面人機交互界面稱為用戶界面,是指人們與系統交互的方式和方法。人機交互界面是用戶遠程抄表系統面向用戶的視覺窗口。一般窗口是一個直觀和適當的操作,功能強大,反映快速的人機交互界面,它可以大大提高系統的實用

47、性和活力。江蘇信息職業技術學院畢業論文265.3.1 人機交互界面的基本概念 人機交互界面設計主要是為了解決人機交互相關的用戶分析、任務分析、開發過程的相互作用等問題。友好的人機交互界面的設計原則是:確定使用對象,用戶控制、直接、敏捷性、一致性、反饋、清晰、美觀性,寬容,易用性,象征性的。5.3.2 人機交互界面的組成一般來說,人機交互界面,窗口菜單,圖形,按鈕和對話框。細節見表5 - 2:表5-2 人機交互界面的組成組成說明窗口文章標題欄、菜單欄、移動(橫向和縱向),狀態欄,和控制桿;微軟的Windows操作系統可以調用窗口技術的典范。菜單常見的菜單包括:菜單,彈出菜單欄,下拉菜單、圖標、菜

48、單、等等,用戶主要是通過鼠標點擊的操作菜單,鍵盤或觸摸屏圖表是一種常見的圖形界面對象,它是一個小的,簡潔的圖形符號。它的設計是基于隱喻的概念和仿真。圖標可以幫助用戶方便地通過接口調用函數按鈕常見的按鈕有:Windows、閃爍的按鈕,按鈕動畫風格圖形按鈕,熱點(Hotspot)按鈕,文本按鈕、圖形按鈕,等等對話框是一個彈出窗口,當系統運行時,除了各種選項和關鍵操作,系統還可以需要提供一個對話框,允許用戶輸入更詳細的信息,并通過與用戶交互的對話框。它也是一個完整的系統多媒體交互式接口技術的特點之一。5.3.35.3.3 系統中各界面的創建系統中各界面的創建a)主界面的設計系統主界面由標題欄、菜單欄

49、、主體和狀態欄。接口是溫室遠程監控系統江蘇信息職業技術學院畢業論文27的總體外觀。在相應的窗口中,點擊按鈕會彈出這個時候管理可以在窗口進行相應的操作。 界面設計是使用 Visual Basic 語言文檔表單設計的想法,首先,VisualBasic項目,然后創建一個新 Windows 窗體,命名 Form1。標題欄的形式將溫室遠程監控系統。一種形式的背景屬性設置背景像。除了添加 MainMenue 控制,然后輸入所單項:遠程參數監控、數據庫和信息管理、用戶注冊、遠程設備控制、歷史、信息查詢等形式如圖 5 - 7 所示的接口。圖 5-7 主界面b)子界面的設計當主窗口界面設計后,接下來的工作是設計

50、中的每個按鈕在菜單欄主要形式對應的彈出子窗體。監測的參數在彈出窗口輸入溫室的基本參數的信息。(1)遠程參數檢測窗口的設計監視窗口的動態參數的設計步驟如下:步驟1:添加一個新的Windows應用程序項目。第二步:將窗口的標題欄“動態參數監測。最大化,最小化按鈕設置為“False”。江蘇信息職業技術學院畢業論文28第三步:打開“工具箱”窗口,數據網格控件中添加Form2形成DbCombo控制和兩個數據控件。用于綁定一個溫室數據庫表數量,另一個用于綁定參數分布數據庫表。第四步:設置每個控件的屬性。比如連接數據源名稱、數據源的字段,等等是綁定。具體設計界面如圖5 - 8所示。圖5-8 遠程參數監測界面

51、設備控制界面的設計接口的功能是:溫室參數和設備運營商基于當前狀態的信息,如控制遠程設備的運動,達到調整一些參數溫室的目的。界面的設計如圖5 - 9所示的屏幕。江蘇信息職業技術學院畢業論文29圖5-9 設備控制界面數據庫管理界面的設計 通過適當的接口實現數據庫的統一和有效的管理。當需要增加溫室可以添加通過接口完成溫室,與此同時,新創建的一組記錄數據庫。可以在任何時候修改所有參數值的溫室,促進與電流進行比較,來指導操作員的工作。其形式結構如圖 5 - 10 所示。江蘇信息職業技術學院畢業論文30圖5-10 數據庫管理界面新用戶注冊窗口的設計 為了使不同的運營商系統的管理和維護,可以設計一個新用戶注

52、冊界面,增加運營商的數量,接口與用戶數據表在數據庫中。圖 5 - 11 所示。圖 5-11 新用戶注冊界面用戶登錄界面的設計江蘇信息職業技術學院畢業論文31 用戶登錄界面是人機交互界面的遠程監控系統,它的主要功能是提供安全與穩定,簡單明了,操作方便用戶環境,用戶通過遠程監控系統可以實現對溫室數據監測和控制的溫室設備。啟動程序,首先彈出窗口。通過合法的輸入用戶名和密碼,可以進入操作系統的接口。結果如圖5 - 12所示。圖5-12 用戶登錄界面歷史數據查詢窗口的設計 界面主要完成查詢歷史數據和歷史數據的圖形顯示。操作員可以隨時知道經過一段時間的溫室參數的各種變化。第 5 - 13 所示圖。江蘇信息

53、職業技術學院畢業論文32圖5-13 歷史記錄打印界面 5.3.4 主要控件功能的實現主要控制程序的使用包括:菜單控件,用戶登錄、新用戶注冊,數據庫連接控制,MsChart控制,和溫室參數,根據歷史記錄的查詢,歷史數據的圖表示等。a)建立與數據庫的連接有不同的方式連接數據庫,是一種常用的方法是使用數據向導,使用數據適配器組件建立連接,可以讀取數據庫中的數據。畢業設計是用于數據庫訪問數據庫、數據表和各種控制是通過數據控制的連接。b)用戶注冊和密碼登錄界面功能的實現用戶注冊和登錄界面,主要是為了防止非工作人員的操作系統和數據庫信息的破壞,為了安全,所以應該設置一個注冊的用戶界面,通過接口遠程溫室監控

54、系統操作和管理。必須首先確定數據庫的用戶是否存在,如果存在,所以如果密碼是正確的。如果有一個新用戶注冊,應首先確定一個新的用戶名和原始用戶名重江蘇信息職業技術學院畢業論文33復。然后完成添加一個新用戶。其界面控件設置如上所示5 5、5 - 6。具體碼:見附件江蘇信息職業技術學院畢業論文34結結束語束語本畢業設計是一個很大的大學學習內容的總結。經歷軟件開發的整個過程,在每一個步驟來解決問題和解決方法。畢業設計通過熟悉設計內容和理解系統的各個模塊之間的關系,收集大量的信息數據,上位機的總體設計流程圖,流程圖的每個模塊的細化和分析盡量修改模塊包括所有情況在系統操作的過程中,熟悉編程開發工具的使用(V

55、B語言和數據庫),計算機應用和程序模塊與其他同學這樣一個過程。由于畢業設計時間較短,所以兩個月的時間讓整個系統調試和運行正確,是很困難的。因此,軟件設計工作完成的系統詳細的流程圖,根據流程圖的總體框架設計人機交互界面的結構,和內部的特定功能只是部分屬實。畢業設計使用的整個過程主要包括基礎知識在大學學到的知識。此外,參考大量的相關信息在圖書館,和大量的記錄,學到了很多在課堂上沒有的知識,擴大自己的知識,而且還學習專業知識有更深入的理解,提高他們的自主學習能力和實踐能力,使自己深深意識到自我創新的重要性,在軟件開發的過程中,加強每個團隊成員之間的相互合作的重要性。為未來的學習和工作奠定了良好的基礎

56、。江蘇信息職業技術學院畢業論文35致謝致謝 經過一學期多的設計,終于走到盡頭,事實上,設計完成,除了個人的研究,沒有很多人的幫助。首先,感謝我的導師老師,云的高度高老師給了我的設計思路,讓我有計劃地研究,在后期設計過程提供指導。第二,在設計的過程中我的同學也給了我很大的幫助,當我在實驗室里一個神秘的問題,旁邊的同學總是能給我想法或在其他方面幫助。在整體的設計中,同一宿舍的室友也給了我很大的幫助,經常在夜深人靜的時候,也能看到臥室周圍的人在一起我的研究中我不能解決這個問題。這一發現問題和解決問題的過程中,我不僅提高自己,也獲得了很多的、趣在畢業,再次感謝所有關心我的老師和同學。江蘇信息職業技術學

57、院畢業論文36參參 考考 文文 獻獻1 梁婧宇.智能溫室環境溫濕度測控系統的研究與設計D.太原：太原理工大學，20052張艷麗，楊仁弟.數字溫濕度傳感器 SHT11 及其應用J.工礦自動化, 2007，(03)：113-115.3張昱，陸文龍，宋治文.遙控式土壤溫、濕度數據采集儀的研制開發J.天津農業科學, 2006，(03) ：42-43.4張冬林，林李鑫，戴梅，全雷旺.基于 DHT11 的低成本蠶室溫濕度自動控制系統的設計J. 現代農業科技，2010，（18)：14-15.5鐘曉偉，宋蟄存.基于單片機的實驗室溫濕度控制系統設計J.林業機械與木工設備， 2010，38(01)：39-42.

58、6倪天龍.單總線傳感器 DHT11 在溫濕度測控中的應用J.單片機與嵌入式系統應用,2010，(06)：60-62. 7 沙占友，薛樹琦，葛家怡.濕度傳感器的發展趨勢J.電子技術應用，2003，29(07)：6-7.8 喻曉莉，楊堅，倪彥.濕度傳感器的選用及發展趨勢J.自動化技術與應用，2009，28(2)107-110. 9 易順明.基于單片機的大棚溫濕度控制系統設計J.現代電子技術，2011，34(07)：55-58.10 張明洋.基于 AT89C51 單片機的溫室大棚溫濕度測控系統J.黎明職業大學學報，2007，（02) ：25-30. 江蘇信息職業技術學院畢業論文37附附錄錄新用戶注冊

59、如下：Private Sub Command1_Click()If Text1.Text = Then exitmsg = MsgBox(請輸入用戶名！, 0 + 64, 提示窗口) ElseIf Text1.Text = Data1.Recordset.Fields(操作員) Then exitmsg = MsgBox(此用戶名已存在，請重新輸入！, 0 + 48, 提示窗口) Text1.Text = Text2.Text = Text1.SetFocus ElseIf Text2.Text = Then exitmsg = MsgBox(請輸入密碼！, 0 + 32, 提示窗口) Tex

60、t2.SetFocus Else 保存操作員及密碼 Data1.Recordset.AddNew Data1.Recordset.Fields(操作員) = Text1.Text Data1.Recordset.Fields(密碼) = Text2.Text Data1.Recordset.Update 更新記錄 Data1.Refresh Text1.Text = : Text2.Text = exitmsg = MsgBox(操作員設置成功！, 0 + 48, 提示窗口)End IfEnd Sub用戶登錄代碼如下：Private Sub Command1_Click()If Data2.Recordset.BOF = False Then