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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

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