【单片机毕业设计】基于单片机的温室大棚控制系统设计

 一、功能简介

项目名：基于单片机温室大棚的设计
单片机：STC89C52
项目编号：mcupark-dz-002
功能简介：
1、通过DHT11测量环境温湿度，超过上下限值进行加热制冷加湿除湿，并声光报警（可按键取消）
2、通过湿度检测模块测量土壤湿度，高于设置最大值进行通风除湿，低于设置最小值进行水泵加水，并声光报警（可按键取消）
3、通过SGP30测量CO2浓度，高于设置最大值或低于设置最小值都进行风扇通风，并声光报警（可按键取消）
4、通过光敏电阻测量光照强度，低于设置值进行补光，并声光报警（可按键取消）
5、通过按键设置上下限值、手动控制加热制冷加湿除湿、水泵、补光、声光报警、切换模式
6、通过LCD1602显示测量值
 

二、系统框图设计

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计温室大棚的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由六部分组成，第一部分是温湿度检测模块，通过该模块检测当前环境的温湿度；第二部分是CO2检测模块，通过该模块可以检测当前环境中的CO2浓度，第三部分是土壤湿度检测模块，通过该模块可以检测当前大棚中的土壤湿度；第四部分是光照强度检测模块，通过该模块可以检测当前环境中的光照强度；第五部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第六部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是是声光报警模块，当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。第三部分是继电器模块，通过该模块控制不同的外设进行工作，使得大棚中的参数在用户设置的范围之内；除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端。具体系统框图如图3.1所示。

三、软件流程设计

系统的主流程图如图4-2所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、手动控制加热制冷、设置温湿度的最大值最小值、土壤湿度的最大值、CO2的最大值最小值、光照强度的最小值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，该函数主要判断当前温度、湿度、CO2浓度、土壤湿度、光照强度是否异常，当监测到异常打开对应的继电器进行工作，进行声光报警，监测到没有异常，取消声光报警，通过DHT11测量环境温湿度，超过上下限值进行加热制冷加湿除湿，并声光报警（可按键取消），通过湿度检测模块测量土壤湿度，高于设置最大值进行通风除湿，低于设置最小值进行水泵加水，并声光报警（可按键取消），通过SGP30测量CO2浓度，高于设置最大值或低于设置最小值都进行风扇通风，并声光报警（可按键取消），通过光敏电阻测量光照强度，低于设置值进行补光，并声光报警（可按键取消）。

 四、51单片机实物展示

单片机型号：STC89C52

PCB板是嘉立创打板，板子颜色为绿色，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C，5V电压，使用充电宝供电即可。

五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

 七、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

*****/void Manage_function(void){if(flag_display == 0)//测量界面{if(flag_mode == 0)//自动模式下{if(temp_value > temp_max)//温度大于设置最大值，制冷继电器闭合，声光报警{RELAY_ZL = 0;RELAY_JR = 1;flag_alarm_t = 1;}else if(temp_value  humi_max)//湿度大于最大值，除湿继电器闭合，声光报警{Humi_Up = 1;flag_alarm_h = 1;}else if(humi_value  sh_max)//土壤湿度大于设置最大值，通风继电器闭合，声光报警 { RELAY_JS = 1;flag_alarm_r = 1;} else if(sh_value  CO2_max) || (CO2_value < CO2_min))//CO2值大于设置的最大值或小于设置的最小值，风扇通风，声光报警{flag_alarm_c = 1;}else//CO2值在设置的最大值和最小值之间，停止风扇通风，取消声光报警{flag_alarm_c = 0;} if(light_value < light_min)//光照值小于设置最小值,进行补光，声光报警{RELAY_BG = 0;flag_alarm_l = 1;}else//光照值大于等于设置最大值，停止补光，取消声光报警{RELAY_BG = 1;flag_alarm_l = 0;} if(flag_alarm_h == 1 || flag_alarm_r== 1 || flag_alarm_c == 1)//湿度异常，土壤湿度异常，CO2浓度异常，通风{RELAY_TF = 0;}else//湿度异常，土壤湿度异常，CO2浓度异常，停止通风{RELAY_TF = 1;}if((flag_alarm_t == 1) || (flag_alarm_h != 0) || (flag_alarm_r != 0) || (flag_alarm_c == 1) || (flag_alarm_l == 1))//温度，湿度，土壤湿度，CO2浓度，光照强度有一个异常，进行声光报警{if(time_num % 20 == 0) { ALARM = ~ALARM;}}else//温度，湿度，土壤湿度，CO2浓度，光照强度都没有异常，取消声光报警{ALARM = 1;}}else//手动模式，取消声光报警{ALARM = 1;}}else//设置界面，所有负载停止运行{ALARM = 1;RELAY_JR = 1;RELAY_ZL = 1;Humi_Up = 1;RELAY_JS = 1;RELAY_TF = 1;RELAY_BG = 1;}}