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基于单片机大棚温度远程监测系统
作者：田赫奇 刘荣军 邓春发 刘景威 孙斯琪 来源：《中国科技博览》2013年第22期
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[摘 要]针对研究蔬菜大棚智能温湿度控制，设计了一种基于计算机自动控制的智能蔬菜大棚温度控制系统。详细阐述了该系统的温度采集、温度显示、远程监测系统等系统软硬件的设计思想，以DS18B20作为温度传感器，用避障传感器做导航以及报警器感应端，以AT89S52单片机为系统核心，最后进行模拟实验。该研究设计的蔬菜大棚智能温度监测系统性能良好，操作简单方便，造价低廉，具有良好的应用前景和推广价值。 [关键词]温度采集； LCD显示；单片
中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）22-0218-01 引言
在国民经济各部门，如电力、化工、机械、冶金、农业、医学以及人们的日常生活中，温度检测是十分重要的。实时采集温度信息，对植物的生长同样很重要，在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中影响最大的就是温度和湿度。如果昼夜的温差大，其对植物生长极为不利。因此必须对温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长需求，以提高其产量和质量。本研究是利用单片机针对大棚内温度、湿度监测以及控制的系统 ，综合考虑系统的精度、效率以及经济效益等多方面因素之后，设计一种基于单片机大棚温度远程监测系统。我国北方冬季寒冷而漫长，大力推广蔬菜大棚种植蔬菜能够更好地满足人民日益增长的需求。 冬季蔬菜大棚管理最重要的一个因素就是温度的控制。温度监管一般把一天分为上午、下午、前半夜和后半夜4个时段来进行温度调节。上午以促进光合作用、增加同化作用为主，一般应将棚温保持在2～30℃为宜；下午光合作用呈下降趋势，应将温度比午前降低6℃左右，以19～24℃为好，从而避免高温下养分消耗过多。日落后4～5h内，要将棚内温度从20℃逐渐降到15℃上下，以促进体内同化物的运转。然后，再将夜温降到10～12℃，以抑制呼吸作用、减少消耗增加积累。但温度降得不宜过低，以免发生低温危害。另外，阴雨天光照不足，光合作用进行缓慢，棚内温度也应比晴天低5℃左右，以降低呼吸消耗随着单片机的飞速发展，通过单片机对继电器控制增温装置以及通风装置来增温加热、通风保湿从而实现良好的作物生长环境。
流程图如图1所示。 1 传感器选择 （1）温度传感器
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温度传感器采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种该进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，检测范围-55～125℃，最大分辨率可达0. 0625℃。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点，
本电路由3个模块组成；主控制器，测温电路及显示电路。主控制电路；单片机AT89S52具有低电压供电和小体积等特点。显示电路；采用4位共阳LED数码管，从P1口输出段码，到扫描用P3.0-P3.1口来实现，列驱动用9012三极管。DS18B20与单片机的接口电路，DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方法，如图此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源，另一种是寄生电源供电方式，单片机接口接单线总线，为保证有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电源，可用一个MOSFET管来完成总线的上位（如图2）。
当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上位，上位开启时最大为10 uA。采用寄生电源供电方式时VDD和GND端军接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。 （2）避障传感器
避障传感器用于防盗报警，该模块电有如下特点：电路简单，功能易于实现，操作方便，价格便宜。
避障传感器模块参数如下：
该传感器主动红外线反射探测，因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小，白色最大；小面积物体距离小，大面积距离大。当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上绿色指示灯点亮电平，同时OUT端口持续输出低电平信号，该模块检测距离4～80cm，检测角度35°，检测距离可以通过电位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器，检测距离减少。传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可，也可以直接驱动一个5V继电器；连接方式：OUT-IO；VCC-VCC；GND-GND。比较器采用LM393，工作稳定；可采用3-5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时，红色电源指示灯点亮；具有3mm的螺丝孔，便于固定、安装；电路板尺寸：3.1CM*1.5CM？体积小巧易于组装
2 控制芯片的选择
采用AT89S52来实现。ATMEL公司生产的AT89S52单片机采用高性能的静态设计，由先进工艺制造，并带非易失性Flash程序存储器。它是一种高性能、低功耗的8位CMOS微处理芯片。