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低成本温室温湿度监测系统的设计
于军
（吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林132022）
科技论坛
摘要：本文以AVR单片机为核心控制器，数字式温湿度传感器为数据采集芯片设计的低成本温湿度智能监测系统，包括系统硬件电路设计和软件流程，能够实现实时对温度和温度的监测，可以实时了解温室的温湿度情况，以使对温室的温温度进行操控。
关键调：AVR；温度；湿度；MAX485
温室温湿度对蔬菜生长有重要作用，这已经为国内外大量的科学实验和生产实践所证实。蔬菜在适宜的温湿度环境下，才能健康成长，同时菜农的收益也是最大的。经过多年对蔬菜生长环境的研究，掌握了大量温室温湿度的测量数据。随着计算机技术，通讯技术，自动检测技术和数字传感器技术的发展，温室裁培技术的提高研制出对温室温湿度的监测系统，为蔬菜的生长提供最佳的环境。因此设计一种低成本的智能温室监测系统具有重要的意义。
1系统整体设计
整个系统设计简单，以AVR单片机为系统的核心控制部分.由数字式温湿度传感器、实时时钟电路、键盘接口电路、显示接口电路、报警电路等组成，其系统结构图如图1所示。
2硬件电路设计
2.1日历时钟电路的设计。为了管理人员记录数据的方便，本系统的设计具有年，月，日，星期，时间的显示功能。该电路的设计主要采用的是由美国DALLAS公司推出的具有消流充电能力的低功耗实时时钟芯片DS1302.它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能。DS1302接口电路如图2所示。
2.2温湿度传感器接口电路的设计。DHT11供电电压为 3~5.5V，为了和AVR单片机的供电电源一致，供电电压选择3.3V 供电，并接4.7K上拉电阻，硬件接口电路如图3所示。
2.3通信接口电路的设计。AVR单片机片内有一个可编程的全双工的串行接口UART，这个串行接口可用于单片机和外设、单片机之间、单片机和计算机之间的异步串行通信。由于温室面积大，所以单片机与上位机之间通信采用RS485方式。理论上，通信速率在 100Kbps及以下时，RS485的最长传输距离可达1200米，但在实际应用中传输的距离也因芯片及电缆的传输特性而所差异。RS485为引脚封装，适用于半双工通信，引脚分布(PID8和S08)及工作电路如图4所示。
上位机带有RS232串行通信接口，若要实现与下位机的数据通信，需要进行电平方式的转换，通过RS232转换电路将上位机串口 RS232信号转换成RS485信号，接口电路如图5所示。
3软件流程
温室温湿度监测系统软件设计主要包括为主程序，温湿度数据采集程序、键盘扫描程序、液晶显示器程序、日历时钟数据读取程序、上位机通讯程序等，系统主程序流程图如图6所示。
数字式温温度传您器上位机通退接口
按健技口电路
AVR 单片机
图1系统结构
10pF
33
o
32.768k
GND
C 10pF
DS 302
VcC2
vca sak 10 K
图2DS1302接口电路
万方数据
星常微口电路报督电路
实时时件电路
3w
7PCO 6PCL 5_PC2
G
DHT11 VDD DQ NC GND
vCC 3 4
4.7ko PD6
图3温温度传感器的接口电路
MAX485
PDI PB4
3
PDO
R ER DE D
vcc
A B
GND
开始个
系统初始化参数设置温覆度采集
不是香超限全报警
图6主程序流程 5A
7 5
图4下位机通信接口电路
QQ o
MAXD2
vec
SHaN Ton
F pF
4结论
e HT3o
R1
n
1ko
LanCND
V G
图5无源RS232-MAX485的转换器器
本设计为一般农户需要的低成本智能温室温湿度监测系统设计提供了方案，实现了温室温湿度参数的监测，给出了系统设计的硬件与软件。经实践证明，该监测系统电路结构简单，集成度高，工作稳定，实现了低功耗设计，提高了系统的可靠性和可扩展性。
参考文献
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