摘要:随着人们生活质量的日益提高，城镇化人口的日益加剧，人们对非时令蔬菜的需求也逐渐增大。蔬菜温室大棚对棚内的温湿度进行精确的监测及控制，对于农作物的生长起着至关重要的作用。传统的大棚温湿度监控采用人工悬挂观察，浪费大量人力物力，技术较为落后。在科技飞速发展的时代，进行方便、快捷、有效的棚内温湿度监控显得极为重要。

本文针对多变量的大惯性非线性温室环境系统以及以温湿度的自动管理提高蔬菜生长效率这一现状，设计一个基于单片机的大棚蔬菜温湿度监控系统。本系统是由下位机和上位机两部分构成。下位机以STC12C5A16AD单片机为核心，DS18B20温度传感器和AM1001湿度传感器为采集工具，能够根据蔬菜的不同生长期分辨其最适应的温度和湿度，具有棚内温度和湿度实时采集和显示、自动报警和控制、实施存储和查询功能。并将采集好的数据通过RS232-USB串口发回上位机供操作人员参考分析。上位机采用图形化程序语言LabVIEW进行编程，用波形图的方式显示温湿度；能有效观察种植天数和实时时间；根据种植时期设定不同报警上下限；可以计时存储相应的温湿度，通过按钮查询温度和湿度作分析。有效改善温湿度监控系统。

本文主要介绍了该温湿度监控系统的工作原理,系统硬件电路和软件电路的设计与实现。通过实验验证此温湿度采集系统发现其功能都是真实、有效、可靠的。由于下位机的液晶显示有一定局限，不能将采集天数、时间、温湿度和报警上下限在同一页面显示，这个问题有待改善。

关键词：温湿度监控系统 单片机 通信 LabVIEW 

 

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1 课题研究的目的及意义-1

1.2 温湿度监控系统现状及发展趋势-1

1.3 本课题主要任务-3

1.4 小结-3

2 温湿度监控系统总体方案设计-4

2.1 系统原理及概述-4

2.2 系统总体结构图-4

3 温湿度监控系统硬件设计-6

3.1 单片机最小系统模块-6

3.1.1 单片机的结构特点和性能指标-6

3.1.2 单片机的选型及电路设计-7

3.1.3 最小系统电路设计-8

3.2 按键选择模块-8

3.3 温度采集模块-9

3.3.1 温度传感器的选型-9

3.3.2 温度采集电路-9

3.4 湿度采集模块-10

3.4.1湿度传感器选型-10

3.4.2湿度采集电路-11

3.5液晶模块-11

3.6步进电机模块-12

3.7 AT24C02存储模块-13

3.8实时时钟模块-14

3.9 报警模块-14

3.10 串口通讯模块-15

3.11 小结-15

4 温湿度监控系统软件设计-16

4.1 软件总体设计-16

4.2 温度采集子程序设计-17

4.3 湿度采集子程序设计-17

4.4设置模式子程序设计-19

4.5自动模式子程序设计-20

4.6液晶显示子程序设计-21

4.7 AT24C02存储子程序设计-22

4.8 DS1302时钟子程序设计-23

4.9 串口通信子程序设计-24

4.10 小结-25

5 温湿度监控系统上位机的设计-26

5.1 LabVIEW开发环境介绍-26

5.2 上位机界面设计-26

5.2.1 上位机主界面的设计-26

5.2.2 数据存储查询界面的设计-27

5.3 上位机程序设计-28

5.4 小结-29

6 温湿度监控系统系统调试-30

6.1 系统的主要技术指标及功能说明-30

6.2 系统的硬件调试-30

6.2.1 温度采集电路硬件的调试-30

6.2.2 湿度采集电路硬件的调试-31

6.2.3 串口通讯电路的调试-31

6.3 系统的软件调试-32

6.3.1 液晶模块软件调试-32

6.3.2 测量温度、湿度软件调试-32

6.4 系统调试-32

6.5 小结-32

7 总结-33

参考文献-34

致谢-35

附录1 硬件原理图-36

附录2 系统PCB图-37

附录3 系统实物图-38

附录4 程序清单-39