基于51单片机的园艺温室智能监控系统设计

系统功能简介

本系统所要完成的任务如下：

（1）人性化的设计。界限温度值及湿度能够由用户根据不同的需求输入并通过显示器显示，能够实时、准确的显示当前的温度值与湿度值。

（2）通过采集的温度值及湿度值，准确的判断预定值与当前值之间的差异，看是都符合预定值，及时的采取措施，使其到达设定的范围，若室内烟雾浓度过高时还会启动蜂鸣器报警装置，同时LED灯亮，从而达到提示的作用。

具体功能如下：

系统通过独立按键中的K1键选择改变最高温度、最低温度、最高湿度、最低湿度、烟雾浓度预定值，通过K2键调高设定的预定值，通过K3键调低设定的预定值。

当温度高于预定的最高值时，LED1灯亮，同时风扇工作；当温度低于预定的最低值时，LED2灯亮，同时由继电器控制的加热器工作；当湿度高于预定的最高值时，LED3灯亮；当湿度低于预定的最低值时，LED4灯亮；当烟雾浓度高于预定值时，蜂鸣器报警，LED灯亮。

2.2系统硬件设计

单片机是整个系统的控制中枢，它指挥外围器件协调工作，从而完成特定的功能，硬件上实现模块化设计，每一模块只实现一个特定功能，最后再将各个模块搭接在一起，这种设计方法可以降低系统设计的复杂性。本系统主要硬件设计包括店员电路、蜂鸣器电路、LED显示电路，温湿度传感器电路等。

图 1（核心电路）

LCD显示电路的连接图如图2所示，第1脚和第2脚分别接到了电路的GND和VCC,这2个脚是液晶工作的电源输入脚。第3脚连接到地端，可通过调节该电位器来调节液晶的对比度。第4脚是液晶的寄存器控制脚。第5脚是液晶的读写控制脚第6脚是液晶的使能脚。第7脚到第14脚是液晶的数据/地址8位总线，接到了单片机的PO口上。

图 2（LCD显示电路）

发光二极管简称为LED。 由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。在本系统中，LED的作用是提示。在温度高于预定范围时LED1灯会亮，显示为绿色；在温度低于预定范围时LED2灯会亮，显示为黄色；在湿度高于预定范围时LED3灯会亮，显示为红色；在湿度低于预定范围时LED4灯会亮，显示为绿色；在烟感浓度高于设定值时LED灯会亮，显示为红色。LED的连接图如图3所示

图 3（LED控制电路）

图 4（电动机电路）

蜂鸣器是-种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电,可以用作发声器件。本设计使用的是电磁式蜂鸣器。电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。蜂鸣器的连接图如图5所示：

图 5（蜂鸣器电路）

图 6（烟雾感应电路）

键盘是人与单片机打交道的主要设备。其中独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不复杂。而本设计中由于采用的按键数量较少，只有3个按键，分别是“设置需要改变的参数”、“加”、“减”，进而选用了独立键盘的形式。按键的连接图如图7所示：

图 7（按键输入电路）

图 8（温度传感器电路）

图 9（湿度传感器电路）

三、系统实现

此系统是基于c51单片机的集成系统，此系统中，运用DS18B20温度传感器检测温度，运用DHT11温度传感器来检查湿度，运用MQ-135空气质量传感器检测空气质量。

首先确定AT89C51芯片的引脚占用情况，设计占用引脚情况如下图