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基于单片机的农业大棚环境采集系统
改革开放以来，社会在进步，工农业生产技术也在不断发展。我国的农业也开始有了大发展，在发展过程当中，产品对生产环境和使用环境的要求日渐严格。人们越来越重视温度、湿度和光照强度等环境因素对农产品的影响。随着大棚技术的推广与普及，温室大棚的数量也在增多，于温室大棚而言，最重要的一个影响因素是温度，湿度和光照的控制。温度，湿度和光照强度不够高，蔬菜就会停止生长或者低温冻死，所以我们要将温度，湿度和光照一直控制在适合蔬菜生长的最佳范围内。
该设计的核心部分是单片机最小系统，显示设备采用的是1602液晶显示屏，检测部分使用DHT11温湿度一体传感器和BH1750FVI光照检测传感器，可以同时检测温度、湿度还有光照强度等值并且显示。该设计的超限报警模块由键盘电路、LED灯电路、蜂鸣器电路等组成。本设计结构简单，外形小巧，低功耗，有较强的抗干扰能力，符合当今智能仪器仪表小型化的趋势，为今后开发研究符合市场需求的商品化的温湿度检测仪器奠定了基础。实现了一种智能、方便的温湿度和光照的测量系统。
关键词：单片机；温度；湿度；光照
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1绪论
1.1课题研究背景
2016年，中国进行了第三次农业普查根据。数据显示，截至2016年末，全国温室占地面积约334千公顷，比2006年末增长312.6%，大棚占地面积981千公顷，增长111.0%。我国温室大棚占地面积稳居世界第一。高科技农业有着飞速的发展，提高了农作物的产量和质量，也大大改善了农民的生活质量。
对于蔬菜大棚而言，蔬菜生长有一定的环境要求，衡量蔬菜大棚有三项关键数据指标，分别是温度、湿度和光照强度，这三项指标直接影响了蔬菜的生长速度和质量。蔬菜的生长过程中会受到许多的环境影响，对蔬菜生长影响最大的是环境因素是：温度湿度及光照度。昼夜温度变化大，湿度不合适，光照不充分，对蔬菜生长不利。而在传统大棚中对于这三个因素的检测方法是使用温度计、湿度计、农民对光照的经验观察、观察植物生长状况等，检测完毕后，对不符合要求的环境采取控温，控光等措施调整三项因素。这些方法对于人工成本消耗大，效率也不高，存在一定的误差，不符合当代农业生产需求。正因如此，我们需要研究一个高效，准确，方便，成本低的检测装置。
1.2温度、湿度和光照与植物生长的关系
1.2.1?温度与光照对蔬菜生长的影响
光照强度和环境温度对蔬菜的生长影响最大，初中生物中，我们学过，植物在光的照射条件下进行光合作用，蔬菜经过光反应和暗反应，利用光合色素，将吸收的二氧化碳和水转换成有机物，同时将光能转化成化学能储存在有机物当中，同时也会释放出氧气。而同样的，温度对蔬菜生长同样重要。持续低温将影响蔬菜的光合作用，降低其速度，导致蔬菜生长速度缓慢，有机物积累少，温度过高也会破坏蔬菜的结构，蔬菜生长过快，加速蔬菜的死亡，因此我们需要将温度控制在一个合理的范围内。
1.2.2湿度对蔬菜生长的影响?
湿度也对蔬菜的生长起着至关重要的作用。植物的蒸腾作用可以促进自身体内水分和无机盐运输，促进根部吸收矿质离子，降低植物叶片表面的温度。空气湿度较大，对于蔬菜的生长较为有利，一般的蔬菜喜欢湿度大的环境，然而湿度过大的时候，会影响蔬菜的蒸腾作用，使其减弱，长期以往，蔬菜会缺乏营养变得脆弱。同理，空气湿度小，蒸腾作用大，蔬菜的水分流失快，矿物质蒸发快，会严重影响植物的生长，使得叶片干黄萎蔫，因此，温室大棚需要对空气湿度进行检测并且调控其在一个合适的范围内。
2系统总体方案设计
2.1设计要求
熟悉了解51单片机开发环境，学会掌握编写工程文件，熟练运用单片机的内部结构，掌握软件硬件设备的调试基本方法，理解温度、湿度和光强等的检测原理和掌握实现方法。
2.2方案选择
2.2.1温湿度传感器的选择
方案一：选用DS18B20温度传感器和HS1101湿度传感器。DS18B20是一线式数字温度传感器，具有独特的单线式接口方式，测量温度范围在-55℃—125℃，-10℃—85℃，误差为±0.5%。最高精度可达0.0625℃。HS1101是电容式湿度传感器，可测相对湿度范围在0%—100%RH，误差为±2%RH。
方案二：选用DHT11作为温湿度检测模块。DHT11是一款数字输出的复合传感器，包含一个电阻式干事元件和NTC式温度检测元件，可测20—90%RH湿度，误差为±5%RH，0—50℃，误差范围±2℃。
综上所述，虽然方案一具有较高的测试范围和精度，但由于本设计所测试的是一般的环境温度和湿度，选取方案二的DHT11温湿度传感器已经能够满足设计的要求，并且，DHT11复合了温湿度传感器，且价格便宜，故本模