畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）：基于單片機(jī)無(wú)土栽培智能測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)08770

1、1 緒論1.1 問(wèn)題的提出當(dāng)今社會(huì)科技正以前所未有的速度發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化必須大力發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)。我設(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)，就是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，探索怎樣自動(dòng)化管理工廠。今天，我們的生活有越來(lái)越多的單片機(jī)系統(tǒng)在為我們服務(wù)。家用電器和辦公設(shè)備的智能化、遙控化、模糊控制化已成為世界潮流，而這些高性能無(wú)一不是靠單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該項(xiàng)目成本低、可靠性高、適用性強(qiáng)，它能給予我們更舒適方便的現(xiàn)代化管理。它能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)控，以前要測(cè)量并控制作物生長(zhǎng)環(huán)境的溫度、濕度、光照、ph值等必須由人親自去測(cè)控，這樣既費(fèi)人力、財(cái)力又費(fèi)時(shí)間。現(xiàn)在不需要專(zhuān)門(mén)跑到目的地實(shí)測(cè)溫度、濕度、光照、ph值，就能遠(yuǎn)程測(cè)量并控制。1.2 課

2、題的研究意義 無(wú)土栽培技術(shù)與常規(guī)土壤有許多優(yōu)點(diǎn)： 產(chǎn)量高、品質(zhì)好 節(jié)約水分和養(yǎng)分 清潔衛(wèi)生 省力省工、易于管理 避免土壤連作障礙 不受地區(qū)限制、充分利用空間 有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代無(wú)土栽培由于不用土壤，所以擴(kuò)大了植物的種植范圍，沙漠、石山等不毛之地，窗臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)、屋頂?shù)忍幗钥稍耘?。如屋頂進(jìn)行無(wú)土栽培，夏天也可使室溫度降低2-3度。 土壤栽培由于水分流失多，故水分消耗量要比無(wú)土栽培大7倍左右，且氮、磷、鉀、等養(yǎng)分也易被土壤固定，據(jù)估計(jì)一般養(yǎng)分的損失達(dá)一半以上，而無(wú)土栽培損失很少，尤其是封閉式栽培，幾乎沒(méi)有損失。無(wú)土栽培花卉，無(wú)雜草，無(wú)病蟲(chóng)，清潔衛(wèi)生，便于運(yùn)輸、銷(xiāo)售，也是室內(nèi)陳設(shè)布置的佳品，由于離開(kāi)了土

3、壤，所以可大大減少勞動(dòng)量。2 系統(tǒng)概述2.1 系統(tǒng)的功能要求 能夠采集空氣溫濕度、光照和培養(yǎng)液ph值并將數(shù)據(jù)通過(guò)nrf905無(wú)線傳輸?shù)浇K端，并用lcd12864液晶屏顯示。 通過(guò)按鍵遠(yuǎn)程控制繼電器的開(kāi)閉，從而就控制了相應(yīng)的設(shè)備。 能夠在遠(yuǎn)端pc機(jī)上通過(guò)組態(tài)控制繼電器。2.2 系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)的組成模塊包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)模塊、傳感器信號(hào)采集模塊、a/d轉(zhuǎn)換模塊、液晶顯示模塊、繼電器控制模塊、nrf905無(wú)線傳輸模塊等。系統(tǒng)模塊的組成框圖如圖1所示。圖1 系統(tǒng)的組成框圖3 方案的比較和論證3.1 所采集信號(hào)的傳輸方式的選擇無(wú)土栽培環(huán)境信息的采集與傳輸技術(shù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控需要運(yùn)用現(xiàn)代通信手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。按

4、通信技術(shù)傳輸介質(zhì)的不同可分為有線和無(wú)線兩種方式。方案一:有線通信方式具有設(shè)備互操作性強(qiáng)、系統(tǒng)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。而溫室環(huán)境濕度高、酸性大、光照強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致線纜的老化，降低系統(tǒng)的可靠性。此外傳感器與執(zhí)行機(jī)構(gòu)數(shù)量多且分散，導(dǎo)致線纜縱橫交錯(cuò)，作物變更時(shí)需重新布置,導(dǎo)致系統(tǒng)安裝與維護(hù)成本增加。方案二:無(wú)線通信方式以組網(wǎng)靈活無(wú)需布線等優(yōu)點(diǎn)在溫室局域范圍內(nèi)采用,將各種檢測(cè)裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及控制器連接起來(lái),實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室環(huán)境等各項(xiàng)參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)和控制,應(yīng)用在環(huán)境惡劣的條件下將是非常有意義的。經(jīng)方案比較，本設(shè)計(jì)采用方案二。3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換的方案選擇方案一：采用8位ad轉(zhuǎn)換芯片pcf8591實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。pc

5、f8591是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bit cmos數(shù)據(jù)獲取器件。pcf8591具有4個(gè)模擬輸入、1個(gè)模擬輸出和1個(gè)串行i2c總線接口。pcf8591的3個(gè)地址引腳a0, a1和a2可用于硬件地址編程，允許在同個(gè)i2c總線上接入8個(gè)pcf8591器件，而無(wú)需額外的硬件。在pcf8591器件上輸入輸出的地址、控制和數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過(guò)雙線雙向i2c總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。pcf8591有16條引腳。方案二：采用8位ad轉(zhuǎn)換芯片adc0831實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。adc0831是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的cmos工藝1通道，8位逐次逼近式a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部只有一個(gè)通道。僅需較少的引腳?？紤]到

6、51單片機(jī)引腳有限，經(jīng)比較設(shè)計(jì)采用方案二。3.3 控制電路的方案選擇方案一：直接控制各增減設(shè)備。安全顯然得不到保障且不易控制。方案二：用繼電器控制各增減設(shè)備。本設(shè)計(jì)所采用的是5v電磁繼電器，而控制設(shè)備所用電壓可達(dá)到220v。如果用5v繼電器驅(qū)動(dòng)220v的控制設(shè)備，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單安全。從可行性和安全性考慮，本設(shè)計(jì)采用方案二。4 單片機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器512字節(jié)ram， 32 位i/o口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4kb eeprom，max810復(fù)位電路，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6

7、向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 stc89c52引腳說(shuō)明如下。 主電源引腳vss（接地）和vcc（+5v）。 外接晶振引腳xtal1和xtal2。 控制或與其它電源復(fù)用引腳rst、ale/prog 和ea/vpp。 輸入/輸出引腳p0.0 - p0.7、p1.0 - p1.7、p2.0 - p2.7、p3.0 - p3.7。stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。圖2 stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)4.1.1 復(fù)位電路為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5v5%，即4.755.25v。由于微機(jī)電路是時(shí)

8、序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)vcc超過(guò)4.75v低于5.25v以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)按鈕復(fù)位，手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端rst上加入高電平。一般采用的辦法是在rst端和正電源vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則vcc的+5v電平就會(huì)直接加到rst端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。 單片機(jī)復(fù)位電路圖如圖3所示。 圖3 單片機(jī)復(fù)位電路4.1.2 晶振電路單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，

9、單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。單片機(jī)晶振電路圖如圖4所示。 圖4 單片機(jī)晶振電路4.2 傳感器信號(hào)采集電路4.2.1 ds18b20溫度采集電路 dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器ds1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。ds18b20也 支持“一線總線”接口，測(cè)量溫度范圍為 -

10、55c到125c，在-10到85c范圍內(nèi),精度為0.5c。ds1822的精度較差為 2c ?，F(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。ds18b20可以程序設(shè)定9到12位的分辨率，精度為0.5c?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報(bào)警溫度存儲(chǔ)在eeprom中，掉電后依然保存。ds18b20的應(yīng)用電路圖和實(shí)物圖如圖5所示。 圖5 ds18b20的應(yīng)用電路圖和實(shí)物圖4.2.2 空氣濕度采集電路本設(shè)計(jì)采集空氣濕度利用的是adc0831實(shí)現(xiàn)濕敏電阻的模數(shù)轉(zhuǎn)換。濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分導(dǎo)致電阻值發(fā)生變化這

11、一原理制成的。溫濕電阻是一種采用新型濕度敏感元件，具有感濕范圍寬，響應(yīng)迅速，抗污染能力強(qiáng)，無(wú)需加熱清洗及長(zhǎng)期使用性能穩(wěn)定可靠等諸多特點(diǎn)。 濕敏電阻的電器阻抗r（k）如圖6所示。圖6 濕敏電阻電氣阻抗 空氣濕度采集電路圖和濕敏電阻電阻實(shí)物圖如圖7所示。 圖7 土壤濕度采集電路圖和濕敏電阻實(shí)物圖4.2.3 光照采集電路 本設(shè)計(jì)采集光照強(qiáng)度采用的是利用adc0831實(shí)現(xiàn)光敏電阻的模數(shù)轉(zhuǎn)換。光敏電阻受光照后，其阻值會(huì)變小。用來(lái)制作光敏電阻的典型材料有硫化鎘（cds)及硒化鎘（cdse）兩種。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，有阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用

12、下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻的電器阻抗r如圖8所示。 圖8 光敏電阻電氣阻抗 光照強(qiáng)度采集電路圖和光敏電阻實(shí)物圖如圖9所示。 圖9 光照強(qiáng)度采集電路圖和光敏電阻實(shí)物圖4.2.4 ph采集電路本設(shè)計(jì)利用adc0831實(shí)現(xiàn)ph的模數(shù)轉(zhuǎn)換。其ph電極主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。表1 ph電極電氣阻抗型號(hào)測(cè)量范圍溫度范圍零點(diǎn)ph值e-201-c0-14ph0-80度70.25 ph強(qiáng)度采集電路圖和ph電極實(shí)物圖如圖10所示。

13、 圖10 ph強(qiáng)度采集電路圖和ph電極實(shí)物圖4.3 lcd12864液晶顯示電路lcd12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ascii字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣

14、的圖形液晶模塊。表2 lcd12864的引腳功能管腳號(hào)管腳名稱電平管腳功能描述1vss0v電源地2vcc3.0+5v電源正3v0-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4rs(cs）h/lrs=“h”,表示db7db0為顯示數(shù)據(jù)rs=“l(fā)”,表示db7db0為顯示指令數(shù)據(jù)5r/w(sid)h/lr/w=“h”,e=“h”,數(shù)據(jù)被讀到db7db0r/w=“l(fā)”,e=“hl”, db7db0的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到ir或dr6e(sclk)h/l使能信號(hào)7-14db0h/l三態(tài)數(shù)據(jù)線15psbh/lh：8位或4位并口方式，l：串口方式16nc-空腳17/reseth/l復(fù)位端，低電平有效18vout-lcd驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19av

15、dd背光源正端（+5v）20kvss背光源負(fù)端本設(shè)計(jì)中l(wèi)cd12864的電路原理圖如圖11所示。圖11 lcd12864顯示電路4.4 繼電器控制電路繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)和被控制系統(tǒng)之間的互動(dòng)關(guān)系，通常應(yīng)用與自動(dòng)化控制電路中。它實(shí)際上是用小電流去控制大電流動(dòng)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”，故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)達(dá)到規(guī)定值時(shí)，繼電器使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)。繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。本設(shè)計(jì)運(yùn)用的繼電器為電磁繼電器。電磁繼電器工作原理如圖1

16、2所示。 圖12 電磁繼電器工作原理 電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。本設(shè)計(jì)中電磁繼電器的控制電路如圖13所示。 圖13 電磁繼電器控制電路 利用三極管飽和導(dǎo)通和截止的的特性就可以實(shí)現(xiàn)接通和斷

17、開(kāi)的功能，但由于它的帶載功率有限，所以需配繼電器擴(kuò)流，并且可以擴(kuò)充觸點(diǎn)的數(shù)量。該電路q1是pnp三極管，所以采用集電極接低電平方式輸出，r1為上拉電阻，當(dāng)基極沒(méi)有輸入脈沖或電壓時(shí)，基極為高電平，因?yàn)檫@是反極性三極管，所以平時(shí)是截止的，只有基極輸入低電平，降低基極電壓，這時(shí)三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸合，原常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，完成設(shè)備的接通與斷開(kāi)功能。圖中in1二極管反向接在線圈兩端，是保護(hù)線圈不受反峰電壓的沖擊，對(duì)繼電器起到保護(hù)作用。4.5 串口通信模塊4.5.1 rs-232串口rs-232也稱標(biāo)準(zhǔn)串口，是最常用的一種串行通訊接口。它是在1970年由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（eia）聯(lián)合貝爾

18、系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備（dte）和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備（dce）之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。傳統(tǒng)的rs-232-c接口標(biāo)準(zhǔn)有22根線，采用標(biāo)準(zhǔn)25芯d型插頭座（db25），后來(lái)使用簡(jiǎn)化為9芯d型插座（db9）。rs-232采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊。由于其發(fā)送電平與接收電平的差僅為2v至3v左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大為約15米，最高速率為20kb/s。rs-232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備）通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載為37k。所以rs-232適合本地設(shè)備之間的通信。

19、rs-232引腳如圖14所示。圖14 rs-232引腳4.6.2 max232芯片max232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)為電腦的rs-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。max232的引腳說(shuō)明如下：第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給rs-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（r1in）、12腳（r1out）、11腳（t1in）、14腳（t1out）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（r2in）、9腳（r2out）、10腳（t2in）、7

20、腳（t2out）為第二數(shù)據(jù)通道。 第三部分是供電。15腳gnd、16腳vcc（+5v）。4.5.2 串口通信電路本設(shè)計(jì)單片機(jī)和pc機(jī)的串口通信電路如圖15所示。 圖15 單片機(jī)和pc機(jī)的串口通信電路4.6 nrf905無(wú)線傳輸模塊 nrf905是工作于433/868/915mhz三個(gè)ism(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道的單片射頻收發(fā)器，它由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成， shockbursttm工作模式，自動(dòng)處理字頭和crc(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))，使用spi接口與微控制器通信，配置非常方便。此外，其功耗非常低，以-10dbm的輸出功率發(fā)射時(shí)電流只有11ma，工作于接收模式時(shí)

21、的電流為12.5ma，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 nrf905無(wú)線模塊引腳說(shuō)明如下： vcc：電源（+3.33.6v） tx_en：工作模式選擇 trx_ce：使能芯片發(fā)射或接收 pwr_up：芯片上電 uclk：時(shí)鐘輸出 (未使用) cd：載波檢測(cè) am：地址匹配 dr：接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成 miso：spi輸出 待添加的隱藏文字內(nèi)容1 mosi：spi輸入 csn：spi使能 sck：spi時(shí)鐘 gnd：接地nrf905無(wú)線傳輸模塊電路如圖16所示。 圖16 nrf905無(wú)線傳輸模塊電路4.7 3.3v電源設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中nrf905無(wú)線傳輸模塊的安全使用電壓范圍為+3.33.6v，

22、因此設(shè)計(jì)中采用ams1117穩(wěn)壓三極管將5v電壓降為3.3v。ams1117穩(wěn)壓電路如圖17所示。圖17 ams1117穩(wěn)壓電路5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 ds18b20溫度采集子程序流程圖 dbs18b20溫度采集子程序流程圖如圖18所示。設(shè)定端口為輸出設(shè)定端口為低電平寄存器右移1位設(shè)定端口為讀入方式，讀取ds18b20引腳，時(shí)間15us跳8位？跳出循環(huán)noyes圖18 bs18b20溫度采集子程序流程圖5.2 nrf905無(wú)線模塊收發(fā)流程圖 nrf905無(wú)線模塊發(fā)送流程圖如圖19所示。圖19 nrf905無(wú)線模塊發(fā)送流程圖nrf905無(wú)線模塊接收流程圖如圖20所示。 圖20 nrf905無(wú)線模

23、塊接收流程圖6 fameview組態(tài)軟件設(shè)計(jì)6.1 fameview組態(tài)軟件簡(jiǎn)介fameview組態(tài)軟件系統(tǒng)是北京杰控公司集多年plc工程應(yīng)用、開(kāi)發(fā)和服務(wù)經(jīng)驗(yàn),基于windows nt 、windows 2000/xp操作平臺(tái),獨(dú)立研制開(kāi)發(fā)的純32位、高檔次的軟件,其運(yùn)行穩(wěn)定、速度快、簡(jiǎn)單易用、功能強(qiáng)大、擴(kuò)展性好,能為用戶提供經(jīng)濟(jì)完善的工業(yè)自動(dòng)化監(jiān)控解決方案;已經(jīng)被成功應(yīng)用于冶金、機(jī)場(chǎng)、化工、電力、配電、環(huán)保、筑路、核輻照、煙草、啤酒、鐵路、煤炭、樓宇、水處理、鍋爐、碼頭輸送等各個(gè)行業(yè),經(jīng)實(shí)踐證實(shí)適合所有的大中小型自動(dòng)化項(xiàng)目應(yīng)用;一直把可編程控制器(plc)作為適用對(duì)象,定位于自動(dòng)化應(yīng)用的中高

24、端,專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了設(shè)備數(shù)據(jù)表,能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理,多線程同時(shí)處理多個(gè)通訊設(shè)備,通訊速度和穩(wěn)定性倍高。除提供通訊、運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)、畫(huà)面、報(bào)警、歷史數(shù)據(jù)等功能外,還提供了實(shí)用的數(shù)據(jù)庫(kù)連接、數(shù)據(jù)配方、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、各種報(bào)表、雙機(jī)冗余、變量組、全局變量等增強(qiáng)功能,會(huì)發(fā)現(xiàn)許多棘手的問(wèn)題,總能迎刃而解;串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換器,具有以下功能：同時(shí)提供了rs232和rs485接口，有兩種工作模式： modbus rtu到modbus tcp模式，專(zhuān)門(mén)為此模式在此工作模式下，可以支持2臺(tái) modbustcp主站同時(shí)訪問(wèn)，即可以支持同時(shí)連接2臺(tái)上位機(jī)；透明通道數(shù)據(jù)傳輸模式， 應(yīng)用在非modbus協(xié)議的情況下；設(shè)置簡(jiǎn)單，可通

25、過(guò)超級(jí)終端使用串口或以太網(wǎng)設(shè)置、 也可使用telnet通過(guò)以太網(wǎng)設(shè)置；設(shè)置內(nèi)容包括ip地址、串口參數(shù)、工作模式等； 支持24vdc電源冗余，可接入2路24vdc電源，實(shí)現(xiàn)電源冗余。6.2 fameview組態(tài)特點(diǎn) fameview軟件最適合工業(yè)plc應(yīng)用。 面向設(shè)備數(shù)據(jù)表的監(jiān)控。 真正的vbscript編譯腳本（高級(jí)用戶自由編程）。 靈活簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表和數(shù)據(jù)分析（制作報(bào)表方便）。 具有特色的畫(huà)面編程技術(shù)（漫游、透明位圖、靜態(tài)圖形轉(zhuǎn)位圖等）。 集成靈活的可擴(kuò)展功能塊（ca塊、fb塊）。 集成gsm手機(jī)短信、gprs、cdma、寬帶、adsl數(shù)據(jù)處理和報(bào)警。 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、串口服務(wù)器、adsl

26、動(dòng)態(tài)ip服務(wù)器、短信數(shù)據(jù)服務(wù)。 通訊速度快、畫(huà)面刷新快（每幅畫(huà)面上百個(gè)位圖）。 靈活的用戶管理（級(jí)別可到按鈕）。 集成視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程調(diào)試、web功能。 oem定制（為行業(yè)定制、vc二次開(kāi)發(fā)）。6.3 fameview組態(tài)性能指標(biāo)設(shè)備通訊 畫(huà)面顯示變量報(bào)警 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 串口服務(wù)器6.4 fameview組態(tài)軟件設(shè)計(jì)步驟安裝驅(qū)動(dòng)程序。定制系統(tǒng)選擇所需功能。設(shè)置系統(tǒng)啟動(dòng)選項(xiàng)。選擇啟動(dòng)系統(tǒng)任務(wù)。制定設(shè)備數(shù)據(jù)表。設(shè)定模擬只讀變量。設(shè)定模擬致只寫(xiě)變量。7 系統(tǒng)調(diào)試7.1 硬件調(diào)試 液晶顯示的調(diào)試 焊接好硬件電路，燒寫(xiě)lcd12864顯示程序，查看液晶顯示屏是否正常顯示。如果不能顯示，嘗試調(diào)節(jié)液晶顯示的對(duì)比

27、度，查看顯示程序的接口是否正確，檢查電路線路連接是否正確等。并依次解決問(wèn)題。 ams117的3.3v穩(wěn)壓調(diào)試首先不忙接nrf905，先用萬(wàn)用表測(cè)量ams1117的輸出腳和接地腳之間的電壓是否為3.3v左右，以免燒壞nrf905。如果不是，檢查ams1117的各腳線路是否連接正確。并依次解決問(wèn)題。 無(wú)線模塊調(diào)試確定ams1117的輸出電壓為3.3v后，接好nrf905無(wú)線模塊，燒入nrf905的測(cè)試程序，查看能否正常發(fā)送和接收。如果不能，檢查電路線路連接是否正確，nrf905無(wú)線模塊是否被燒壞等。并依次解決問(wèn)題。adc0831的轉(zhuǎn)換調(diào)試 插好adc0831芯片，燒入程序，查看能否準(zhǔn)確進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)

28、換。如果不能，檢查電路線路連接是否正確，芯片是否燒壞等。并依次解決問(wèn)題。7.2 軟件調(diào)試 硬件調(diào)試成功之后，依次調(diào)試溫度、溫濕、光照和ph值的a/d轉(zhuǎn)換程序，nrf905無(wú)線模塊對(duì)采集量的傳輸程序，繼電器控制程序，串口程序等進(jìn)行調(diào)試。7.3 軟硬件結(jié)合調(diào)試硬件調(diào)試和軟件調(diào)試成功之后，將各部分程序進(jìn)行揉合處理，分別寫(xiě)入相應(yīng)的單片機(jī)，看看整個(gè)系統(tǒng)能否正常按預(yù)期目標(biāo)工作。如果不能，還要從硬件和軟件部分找出相應(yīng)的原因，并依次解決問(wèn)題。8 總結(jié)通過(guò)半個(gè)學(xué)期地理論學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐，終于完成了無(wú)土栽培智能測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中我遇到了許多問(wèn)題。在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了許多的錯(cuò)誤，但無(wú)論怎樣，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我來(lái)說(shuō)都是一次難得的鍛煉，使我積累了許多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)土栽培的空氣溫度、空氣濕度、環(huán)境光照、溶液ph值進(jìn)行采集和控制并能通過(guò)組態(tài)實(shí)現(xiàn)控制，讓界面顯得更加直觀。由于我的理論和實(shí)踐還不足，設(shè)計(jì)存在缺陷，比如采集端應(yīng)該返回一個(gè)信息顯示繼電器的確已打開(kāi)，以應(yīng)對(duì)控制失靈情況。當(dāng)然還有許多問(wèn)題，還望老師們給予指正。參考文獻(xiàn):1 張琳娜.劉武發(fā).傳感檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用m.中國(guó)計(jì)量出版社,19992 李軍.檢測(cè)技術(shù)及儀表m. 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2008.7 第二版3 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.清華大學(xué)出版社,19964 李志全等.