文档介绍：18 / 19
嵌入式系统设计
课题名称：温室大棚温度无线测控系统
班级：电信09301
指导老师：王念桥
课题制 罕合 程腾飞 周旋 江磊
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嵌入式系统设计
温室大棚温度无线测控系统的设计
摘要
随着大棚技术的普与，温室大棚数量的不断增多，对其温度的控制就显得非常重要，而利用科学技术改善大棚温度监测条件是符合社会主义新农村建设的指导思想的，因此，开发一种能够实时、准确地处理温度信息的无线测控系统就变得很有必要。
本课题是基于单片机并采用1-wire总线技术和无线传输技术，设计一种应用于温室大棚的温度测控系统。它的原理是利用温度传感器将温室大棚的温度发给单片机处理，最后再通过无线传输模块、RS-232总线将采集的数据传送到计算机，进行温度的显示、处理和报警。
整个系统设计分为硬件和软件两部分。在硬件方面，对硬件的各个环节都进行了仔细的分析、选取和设计。系统以单片机AT89S51为控制核心，采用温度传感器DS18B20进行数据采集，通过无线收发模块进行无线传输。在无线接收端，利用LCD液晶显示模块进行相关数据显示，并且单片机可通过RS232接口与计算机通信，进行温度的检测与控制。在软件方面，分为下位机软件与上位机软件两部分。下位机软件采用了C51高级语言进行程序设计，实现软件编程的模块化和独立性，具有良好的可测试性和可靠性。上位机软件采用C++ Builder作为开发环境，实现与下位机通信、数据处理与显示等功能。
[关键词]：温室大棚； AT89S51； DS18B20； 温度监控； 无线传输
名称
温室大棚温度无线测控系统
目的
实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证。通过对监测数据的分析,结合作物生长规律,控制环境条件,使作物在不适宜生长的反季节中,可获得比室外生长更优的环境条件,从而使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。
输入
温度感应器、湿度感应器、亮度感应器
输出
手机、中央控制中心
功能
管理人员不需要留在现场也能监测到大棚的情况
生产成本
较低
功耗
低
性能
好
物理尺寸和质量
适中
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应用系统服务器
中央控制中心
路由器
MA8-1
手机
Internet
GRPS
MA8-6
RS-232
亮度感应器
温度感应器
湿度感应器
环测温控系统
本课题的任务是设计一个大棚温度无线测控系统，对温室大棚的温度进行监测和控制。本文将详细地介绍利用单片机制成的测温模块的软硬件设计和无线传输模块的具体应用，并给出温度传感器接口的软件设计方案以与上位机界面的设计方案。
测量
温度
温度
单片机
数码管显示
无线发射模块
通过串口把数据发送
大棚的温度信息
显示信息
无线接收模块
RS232
接口
电平转换
电脑
温度
电信号
大棚温度无线测控系统的信息流图
2系统总体设计方案
本系统主要针对温室温度，设计了以PC机为上位机,单片机为下位机的温室大棚的温度无线测控系统。综合考虑系统的精度、效率以与经济性要求这三个方面之后,最终确定下位机以AT89S51单片机为控制核心,选用性价比比较高的传感器DS18B20，实现对温度精确测量与准确控制。当单片机检测到温度超过设定值时,则启动报警措施。下位机可以通过RS-232实现和上位机的串行通讯。为了便于系统的调试、移植、修改,软件设计以C语言为基础,采用模块化设计,主要包括单片机的最小系统、数据采集模块、液晶显示模块、无线收发模块以与串行通讯模块。上位机使用C++Builder编写温度监控界面。
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系统的总体设计分为硬件和软件设计两方面，首先确定系统实现的功能，然后对硬件、软件分别进行规划，完成这些准备工作之后，就可以开始制作硬件电路，编写软件程序，在模块化调试结束后，进行软硬件联调，针对出现的问题对软硬件进行相应的修改，直到调试成功为止。。
明确功能要求
软件与硬件的功能分配
硬件电路设计
电路细节设计
软件设计
硬件调试
软件调试 需要开发工具支持
软硬件联调
程序固化 需要程序烧写器支持
运行
有问题?
结束
软硬件修改
Y
N
系统总体设计流程图
单片机首先通过温度传感器DS18B20采集温室大棚的温度，再通过无线发射模块，利用单片机的串口进行编程，将测得大棚的温度一位一位地传送到监控室的接收模块中；接收模块通过RS2