基于单片机的温室温湿度控制系统设计[1]VIP专享VIP免费

第36卷第3期林业机械与木工设备Vo136No.32008年3月FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTMar.2008基于单片机的温室温湿度控制系统设计王宝芹,范长胜,郭艳玲(东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040)摘要:设计了一种基于单片机和SHT11温湿度传感器的温室温湿度控制系统。该系统性能可靠,结构简单,能实现对温室内温湿度的自动调节。关键词:温室;单片机;温湿度传感器中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1001-4462(2008)03-0039-02DesignofSCM-basedTemperatureandHumidityControlSystemforaGreenhouseWANGBao-qin,FANChang-sheng,GUOYan-ling(Mechanical&ElectricalEngineeringCollege,NortheastForestryUniversity,HarbinHeilongjiang150040,China)Abstract:BasedonSCMandSHT11temperatureandhumiditysensor,thetemperatureandhumiditycontrolsystemusedforagreenhouseisdesigned.Withasimplestructureandreliableperformance,thesystemallowsautomaticadjustmentofthetemperatureandhumidityinagreenhouse.Keywords:greenhouse;SCM;temperatureandhumiditysensor近年来,我国的设施农业得到了较大发展,温室大棚种植技术已突破了传统的农作物种植受地域自然环境等诸多因素的限制,对农业生产有重大意义。但目前我国温室大棚的温湿度测量和设备的操作大多还是由人工来完成,当温室较大时,操作人员的劳动强度很大。本温湿度控制系统是以单片机控制为核心,以瑞士生产的SHT11单片集成温湿度传感器作为温湿度检测元件,初步实现了温室大棚的自动化管理,大大降低了工人的劳动强度。基本工作原理温室温湿度控制系统上电工作后,用户首先通过键盘输入温度及湿度的初值,单片机系统将用户设置的初值保存在X25045芯片中。单片机进入主程序后,开始以查询的方式检测温湿度传感器SHT11的温湿度状态,并将相应的数值通过液晶显示器显示输出。当温室内的温度(或湿度)小于设置的初值时,单片机将通过控制输出接口使加温设备(或加湿设备)开始工作;当温室内的温度(或湿度)大于(或等于)设置的初值收稿日期:2007-12-251时,单片机将通过控制输出接口使加温设备(或加湿设备)停止工作。其总体结构框图如图1所示。SHT11温湿度传感器X25045初值保存芯片液晶显示器键盘输入控制输出单片机控制系统图1总体结构框图2硬件设计该系统硬件组成主要包括温湿度检测电路、液晶显示接口电路、单片机与X25045接口电路、键盘及控制输出接口电路。2.1温湿度检测电路温湿度传感器选用的是瑞士生产的SHT11单片集成传感器,其是一种可以同时测量温度、湿度和露点的传感器,不需外围元件就可直接输出,经过标定了的相对温度、湿度及露点的数字信号可以有效地弥补传统的温、湿度传感器的不足。SHT11与单片机的硬件连接40林业机械与木工设备第36卷如图2所示。图2温湿度传感器与单片机接口电路SHT11的测量时序如下:当一个SCK为高电平时,DATA出现低电平,然后SCK变为低电平,接着当SCK再为高电平时,DATA也变为高电平则表示开始数据读写(启动序列),然后是3B的地址+5B的命令,SCK继续发送一个周期的时钟表示ACK,这时传感器开始测量,约210ms(对应14位精度)后,传感器在DATA上送出低电平表示测量结束,这时送出测量数据和校验和。为保证测量的可靠,应核对校验和。用CRC数据的确认位表示通讯结束。如果不使用CRC-8校验,控制器可以在测量值LSB后,通过保持确认位ACK高电平来中止通讯。在测量和通讯结束后,SHT11就会自动转入休眠状态。温湿度传感器SHT11送出的温度、湿度数据必须经过数据转换才能表示实际的温度和湿度,其公式如下:TC=d1+d2×SOTRHLinear=C1+C2×SORH+C3×SO2RHRHTrue=(TC-25)×SORH)+RHLinear(t1+t2×式中:TC为温度;RHTure为经过温度补偿的相对湿度;d1、d2与温度分辨率有关;C1、C2、C3、t1、t2与湿度分辨率有关;SOT表示从SHT11中读出的温度值;SORH表示从SHT11中读出的湿度值。其对应关系如表1、表2所示。表1温度校正系数表2湿度校正系数d1d2C1C2C3t1t214b(5V)-400.0112b-40.0405-0.00000020.010.000082.2单片机与X25045接口电路单片机与X25045接口电路如图3所示。本设计选用了P1口的P10～P12及74LS138的11脚,由于X25045的RESET为...