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温室大栅智能管理系统

专家
2014-02-26 16:18:45    评分

作者:青岛科技大学信息学院 赵长收 董良兵 范柏杨

指导教师:王景景

 

  作品简介

  开发背景:

  随着温室大棚数量不断增多,温室大棚智能管理系统便成为一个十分重要的课题。传统的温室大棚是在人工管理下进行的,耗费了大量的人力物力。现在,随着农业产业规模的不断提高,农产品在大棚中培育的品种越来越多,对于数量较多的大棚,传统的管理措施就显现出很大的局限性。因此,此智能管理系统应运而生!

  结构说明:

  将GSM模块、温湿度传感器、光敏电阻、烟雾传感器,步进电机,继电器连接至stc15开发板,由IAP15F2K61S2单片机控制,由继电器控制小水泵,风扇,小灯泡。从而组成这一整套管理系统。

  功能:

  由温湿度传感器、光敏电阻、烟雾传感器收集数据并交由IAP15F2K61S2单片机进行处理,然后在TFT彩屏进行显示。如有异常,蜂鸣器将报警,GSM发出短信提醒,并自动采取相应的处理措施。

  使用说明:

  使用简单易学,只需用遥控器打卡用户配置界面进行时间和温湿度等上下限设置,设置后该管理系统将智能运行,对大棚进行管理。

  作品特色:

  1、方便易操作。只需要很简单的配置,简单易学。

  2、全面保护。对大棚内多方面的数据进行收集、预警,并且可以采取多种处理措施。

  3、响应沟通及时。系统能及时发现并处理各种大棚异常,并会及时给管理人员发送报警短信,方便管理员第一时间掌握大棚状态。

  4、价格较低。采用廉价的器件实现了非廉价的功能。

 

      平台选型说明

 

  设计说明

  模块说明

  1、IAP15F2K61S2单片机

  (1)采用宏晶公司最新STC15系列IAP15F2K61S2芯片。ISP/IAP,在系统可编程/在应用可编程,无需编程器,无需仿真器。可当仿真器使用。

  (2)增强型8051CPU,1T,单时钟/机器周期,速度比普通8051快8-12倍。(3)61K字节片内Flash程序存储器,擦写次数10万次以上。

  (4)片内大容量2048字节的SRAM。

  (5)大容量片内EEPROM,掉电不丢失。

  (6)共8通道10位高速ADC,速度可达30万次/秒,3路PWM还可当3路D/A使用。

  (7)共3通道捕获/比较单元(CCP/PWM/PCA)。

  (8)内部高可靠复位,8级可选复位门槛电压,彻底省掉外部复位电路。

  (9)内部高精度R/C时钟,内部时钟从5MHz~35MHz可选,相当于普通8051的60MHz~420MHz。

  (10)两组高速异步串行通信端口(可同时使用),可在5组管脚之间进行切换,分时复用可当5组串口使用。

  (11)一组高速异步串行通信端口SPI。

  (12)各种接口扩展齐全。(13)一根优质USB线实现系统供电、程序下载、通信功能。

  2、DH11介绍

  DATA 用于微处理器与 DHT11之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分和整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零.操作流程如下:

  一次完整的数据传输为40bit,高位先出。

  数据格式:

  8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据 +8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验和

  数据传送正确时校验和数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果的末8位。

  3、光敏电阻

  光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。

  原理图

  4、GSM模块

  GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式,允许在一个射频同时进行8组通话。但GSM系统的容量是有限的,在网络用户过载时,就不得不构建更多的网络设施。GSM模块,是一个类似于手机的通讯模块,集成了手机的若干功能于一块小电路板上,它可以发送短消息,通话等等,模块虽小,但它具备了很多手机的功能,拥有它等于就是拥有了手机的核心部分了,它在很多应用领域中都有着广泛的应用,GSM模块通过使用AT指令才能控制它,模块可以与电脑RS232串口相连,也可以用单片机来进行控制。

  5、红外接收器

  红外接收头的种类很多,引脚定义也不相同,一般都有三个引脚,包括供电脚,接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。红外接收头内部放大器的增益很大,很容易引起干扰,因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容,一般在22uf以上。有的厂家建议在供电脚和电源之间接入330欧电阻进一步降低电源干扰。

  应用电路图

  6、MQ-2烟雾传感器

  一、 尺寸:32mm X22mm X27mm 长X宽X高

  二、 主要芯片:LM393、ZYMQ-2气体传感器

  三、 工作电压:直流5伏

  四、 特点:

  1、具有信号输出指示。

  2、双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)

  3、TTL输出有效信号为低电平。(当输出低电平时信号灯亮,可直接接单片机)

  4、模拟量输出0~5V电压,浓度越高电压越高。

  5、对液化气,天然气,城市煤气有较好的灵敏度。

  6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性

  7、快速的响应恢复特性

  原理图

  设计方案

  1、硬件设计:

  IAP15F2K61S2单片机引脚使用说明

  引脚使用说明

  #define DATA                                     P0              // P0引脚全用

  #define MOTOR                                   P4             //用到P41,P42,P44,P45

  sbit LCD_RST                                       = P2^3;     //RST 引脚定义

  sbit LCD_RD                                         = P2^6;     //RD 引脚定义

  sbit LCD_WR                                        = P2^5;     //WR 引脚定义

  sbit LCD_RS                                         = P2^2;     //RS 引脚定义

  sbit LCD_CS                                         = P2^7;     //CS 引脚定义

  sbit P_IR_RX                                        = P1^0 ;    //红外线输入引脚

  sbit dht11                                            = P3^7;    //温湿传感引脚

  sbit LIGHTER_PIN                                 = P1^2;     //灯光引脚

  sbit WATER_PIN                                  = P1^3;     //灌溉引脚

  sbit WIND_PIN                                     = P3^0;    //通风引脚

  sbit SWEET_PIN                                   = P5^5;   //蜂鸣器引脚

  sbit SMOG                                           = P1^1;    //烟雾引脚

  sbit REDAY                                          = P2^1;    //继电器

  sbit PHOTO                                          = P1^4;   //光敏电阻

  sbit CLK_DATA                                      = P1^7;   //时钟数据引脚

  sbit CLK_CLK                                         = P1^6;   //时钟时序引脚

  GSM模块电路图

  使用到的I/O口说明

  TFT彩屏引脚谁用说明图

  烟雾传感器接口使用说明

  温湿度传感器引脚使用说明

 

  2、软件设计

  开发工具:Keil μversion4,Proteus。

  开发平台:本程序使用IAP15F2K61S2单片机裸机开发。

  程序设计流程图

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13360




关键词: 传感器     GSM     单片机    

院士
2014-02-26 16:32:10    评分
2楼
学习了,谢谢分享。

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