基于單片機的大棚溫濕度控制器設計

羅壽歡

（畢節職業技術學院，畢節 551700）

0 引言

我國農業科學技術快速發展，在農業種植上自動化機械化水平不斷提高，大棚種植技術運用廣泛，可有效提高了農作物產量。溫濕度控制器是一種自動化控制設備，能夠對大棚溫濕度展開自動化調節，能夠給農作物的生長提供一個適宜的環境，進一步提高種植效益。因此設計一個可靠高效溫濕度控制器，有利于大棚種植技術的推廣應用。

1 大棚溫濕度控制器的設計目標

在種植農作物的過程中，大棚能夠調節溫濕度，給農作物生長提供一個適宜的環境。溫濕度是影響農作物生長的主要因素，一天不同時段、大棚內不同位置溫濕度差異很大，溫濕度很容易受到外界環境的干擾，其中光照作為影響大棚內部溫濕度的主要因素，另外室外空氣、溫濕度都會對室內溫濕度穩定性產生直接影響。同時由于大棚內不同位置接受的光照強度不同，導致大棚內的溫濕度分布也不均衡，通過對大棚內部自然環境進行自動調節，可以保證種植效率和效益，減少人力勞動，提高種植產量。對此利用溫濕度控制器能夠對大棚種植環境展開智能化控制，根據環境特點隨時調節，保證提供給農作物適宜的生長環境。

2 基于單片機的大棚溫濕度控制器的設計

2.1 硬件設計

使用DHT11傳感器對大棚溫濕度進行實時檢測，將檢測數據傳遞給STC89C52，溫濕度數據在液晶顯示器上顯示。對比檢測數據和設定數據，若實時溫度超過了溫濕度范圍，會發出報警聲響，控制模塊可以自動執行調節溫濕度的操作。本系統設計為多點溫濕度采集，全方位采集溫濕度數據，并進行控制。在整個硬件系統中STC89C52是系統的核心，能夠對系統整體展開自動控制，對溫濕度展開實時檢測，在液晶顯示屏中動態化展示溫濕度數據。單總線能夠和傳感器相連接，全面收集大棚內各個方向的溫濕度。

2.1.1 采集數據

DHT11傳感器采集實時溫濕度數據，測量濕度在20%～90%RH范圍內，溫度處于0～50℃范圍內，采用單總線協議，一次傳遞40位的數據給STC89C52，數據前16位是濕度數據，中間16位是溫度數據，后八位是校驗數據[1]。

2.1.2 顯示器

使用1602液晶顯示器，顯示出溫濕度數值，液晶顯示屏的7～14（數據位）、4～6（控制位）引腳，分別和單片機的P0口（1～8腳）、P2口（21～23）引腳建立連接。

2.1.3 執行器

執行器主要包括風扇電動機和電熱絲，通過繼電器來進行有控制。對電動機的關閉、啟動以及轉向進行控制，對電熱絲的通斷進行控制，進而調節大棚溫濕度以及光照。單片機上的P2.3引腳和電阻、三極管連接，通過三極管的開關狀態控制繼電器的通斷。在檢測到溫濕度值未處于設定的范圍之內，STC89C52的P2.3引腳輸出信號對繼電器通斷進行控制，智能化調節棚內溫濕度。

2.1.4 報警器

報警器和單片機P2.5引腳相連接，傳感器采集到的數據和設定數據進行對比，一旦超過數據范圍，紅燈亮起，低于設定范圍黃燈亮起。實時數據處于設定范圍之內，綠燈常亮。

2.1.5 單片機

本設計使用STC公司生產的STC89C52單片機作為微控制器，這是一款價格低廉、低功耗、高性能CMOS8位單片機，能夠滿足系統需要。傳感器采集的數據傳送到單片機，系統進行比較和處理。單片機對溫濕度數值是否處于設定范圍內進行對比，LCD顯示屏可以顯示出溫濕度，一旦超過規定數值，將會直接發出警報，執行器會對棚內的溫濕度進行自動調節。

2.2 軟件設計

軟件設計使用C語言進行編程，分為自動控制、液晶顯示、傳感器采集信號處理、報警系統等模塊。系統上電后，啟動傳感器開始工作，以單總線方式傳送傳感器數據到單片機，將數據轉化為十進制數據。液晶顯示屏會顯示出溫濕度數值，報警程序對傳感器溫濕度和設定值進行對比，得到自動響應。

2.3 控制功能設計

本系統使用DHT11數字溫濕度一體化傳感器，對大棚內部的溫濕度信息進行采集，在風扇、加熱絲等設備的作用下，能夠對大棚內部的溫濕度進行實時調節，進而能夠建立適合農作物生長的環境。本系統使用多個DHT11數字溫濕度傳感器，能夠對多點溫濕度展開檢測和控制，液晶顯示屏對數據進行顯示，儲存數據，并進行分析[2]。系統上電后，按照預定溫濕度，傳感器檢測到實時溫濕度超過溫濕度范圍時，可以在軟件程序的規范下，自動調節溫濕度，不需要人工干預。

3 結束語

綜上所述，本文基于溫濕度控制器的設計目標，深入分析了基于單片機的大棚溫濕度控制器的設計。在硬件設計上，主要利用傳感器采集數據，連接顯示器、執行器、報警器、單片機，軟件上使用C語言設計，能夠自動對比實時數據和設定數據，能夠實現報警功能和自動調節。本設計采用自動控制方式，實現了對大棚內部多方位數據采集，進行分析對比，并自動調節溫濕度。