內容摘要
養雞場在現代社會中佔據著重要的作用，用它有效地控制溫度、光照、濕度、氣體濃度等是改變雞禽生長環境、為雞禽生長創造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候對其影響的前提。
本設計以stc89c52微控制器為核心完成了對空氣溫度、濕度、光照度進行資料的採集、處理、顯示等系統的基本框圖和工作原理控制的設計的工作。主要內容有：（1）通過數字溫濕度感測器dht11採集實時溫、濕度。
（3）通過光敏電阻採集實時光照度。（4）通過氣體感測器mq-2檢測室內是否有某種氣體濃度過量。
通過以上設計可以對雞禽生長過程中的環境溫度、濕度和光照度進行了實時地、連續地檢測、直觀地顯示。克服了傳統的人工測量方法不能進行連續測量的弊端，節省了工作量，並避免了人為的疏漏或錯誤造成的不必要的損失。
關鍵詞微控制器；溫濕度感測器；光敏電阻；氣體感測器；lcd。
第一章概述 1
1.1 選題背景 1
1.2 國內外的發展現狀 1
1.3 課題內容、目的及思路 2
1.4 設計過程及工藝要求 2
第二章系統的總體設計 3
2.1系統設計目標 3
2.2 系統的組成和工作原理 3
2.3 環境引數檢測方案的比較和選擇 5
2.3.1 濕度感測器的選擇 5
2.3.2 溫度感測器的選擇 6
2.3.3 光亮度感測器的選擇 8
2.3.4 氣體感測器的選擇 8
2.3.5 方案選擇總結 9
第三章硬體的設計 9
3.1 mcu選型 9
3.2 溼濕度測量電路 10
3.3 光照度測量電路 11
3.4 資料顯示電路 12
3.5 復位電路 13
3.6 氣體濃度檢測電路 14
3.7 電源電路 14
總結致謝 15
參考文獻 16
附錄系統源** 17
基於微控制器的養雞場溫濕度亮度氣體監控系統設計
現代化禽類養殖中的重要一環就是對養殖環境的一些重要引數進行檢測和控制。例如：空氣的溫度、濕度、光照強度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。
養殖環境與生物的生長、發育、能量交換密切相關，進行環境測控是實現禽類養殖生產管理自動化、科學化的基本保證，通過對監測資料的分析，結合生物生長發育規律，控制環境條件，使養殖達到優質、高產、高效的目的。以養殖雞禽為代表的現代養殖設施在現代化養殖生產中發揮著巨大的作用，所以對養殖場的溫度、濕度與光照強度等引數的控制就顯的非常重要了。
傳統的方法是用毛髮濕度表、酒精溫度計等進行人工測量，再對不符合的溫度、濕度、光照度通過在養殖場進行降溫、遮光等控制來調節，這種人工測控的方法費時費力、效率低、且無法保證測量的連續性，測量的誤差大、隨機性大，隨意性強。為了克服以上幾點不足，我們需要一種造價低廉，使用方便且測量準確的自動測控系統。
國外的養殖設施己經發展到比較完備的程度，並形成了一定的標準，但是**非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應的測控軟體，不利於在我國廣泛地推廣，而當今在我國大多數地方對養殖場溫度、濕度、光照強度的檢測與控制都採用人工管理，存在著測控精度低、勞動強度大及由於測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。本系統主要針對養殖場內溫度、濕度，光照強度研製了微控制器控制的養殖場自動控制系統,綜合考慮系統的精度、效率以及經濟性要求三個方面因素之後，最終確定以微控制器為控制核心，選用價效比比較高的感測器，實現對溫濕度的精確測量與準確控制，同時又具有**低等優點，便於在我國推廣。
本系統主要採用微控制器作為系統的控制核心，由養殖場內的空氣溫度濕度感測器、光照度感測器採集資料，經過模數轉換後送入微控制器，由微控制器根據採集的資料做出相應的控制，例如控制繼電器的開合，使換氣風扇、滴灌裝置、遮陽幕等裝置的啟動或停止，達到控制養殖場內各項引數的目的。同時在外置的lcd液晶上顯示實時引數 ，便於觀察。
在本系統中為了保證對溫度、濕度和光照度的檢測的實時性和準確性，採用了數字溫濕度感測器來檢測溫、濕度。採用光敏電阻檢測光照度。最後通過微控制器處理後顯示在lcd液晶顯示屏上，對養殖場的各個引數進行實時監控，以便及時作出調整，以達到雞禽生長的環境條件。
本系統的基本功能有：檢測空氣溫度、濕度、環境光照度和各氣體濃度情況並顯示以上各項引數。
本設計的要求是以微控制器為控制核心，以濕度感測器、溫度感測器、光敏電阻完成對養殖場內的各項引數進行測量，並將資料輸入到微控制器中，有微控制器根據所編寫的程式，及時將通過各種感測器測的資料實時地顯示在液晶屏上。
硬體系統主要有訊號採集、訊號分析、訊號處理三個部分組成。
（1） 訊號採集由濕度感測器、溫度感測器、光敏電阻組成。
（2） 訊號分析由微控制器基本系統組成。
（3） 訊號處理由並行口lcd液晶顯示屏
微控制器通過濕度感測器檢測土壤的濕度，若土壤的濕度過低，微控制器就開啟滴灌裝置的電磁閥一分鐘，對作物進行滴灌作業，增加土壤濕度，經過一段時間，微控制器再次檢測土壤濕度，如果濕度過高，就關閉滴灌裝置的電磁閥，停止滴灌作業。如果開始檢測的土壤濕度在適宜的範圍，微控制器則維持現有狀態不變。
設計的原理框圖：
微控制器作為控制核心，要有被檢測訊號輸入，由微控制器處理。如何準確的確定外圍環境的各項引數就顯的非常重要。
感測器是實現測量與控制的首要環節，是測控系統的關鍵部件，如果沒有感測器對原始訊號進行準確可靠的捕捉和轉換，系統就無法實現要求的各項功能。工業生產過程中的自動化的測量和控制，大部分主要依靠各種感測器來檢測和控制生產過程中的各項參量，使系統工作在最佳的狀態下。
測量空氣濕度的方法有很多種，其原理是根據某種物質從其周圍的空氣中吸收水分後引起的物理或化學的性質的變化，間接的獲得空氣的濕度。電容式、電阻式和溼漲式溼敏元件分別是根據其高分子材料吸水後的介電常數、電阻率和體積發生的變化進行濕度的測量。
方案一：採用hos-201溼敏感測器。hos-201溼敏感測器為高濕度開關感測器，它的工作電壓為交流1v以下，頻率為50hz～1khz，測量範圍為0%～100%rh，工作溫度為0～50℃，阻抗在75%rh(25℃)時為1mω。
這種感測器主要用於開關的感測器，不能在寬頻域內檢測濕度。這種感測器只限於一定範圍內使用時具有良好的線性度。
方案二：採用dht11濕度感測器。dht11數字溫濕度感測器是一款含有已校準數碼訊號輸出的溫濕度復合感測器。
感測器包括乙個電阻式感溼元件和乙個ntc測溫元件並與乙個高效能8位微控制器相連線，因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、價效比極高等優點。
綜合比較方案一和方案二，方案一雖然滿足精度和測量溫度的要求，但是只是限定於一定的範圍內使用時具有良好的線性度。因此，我們選擇方案二作為本設計的濕度感測器。
方案一：採用ad590溫度感測器。ad590溫度感測器是美國模擬器件公司生產的單片整合兩端感溫電流源。
ad590效能描述：測量範圍在-50℃-- +150℃，滿刻度範圍誤差為±0.3℃，當電源電壓在5—10v之間，穩定度為1﹪時，誤差只有±0.
01℃ 。ad590為電流型感測器溫度每變化1℃其電流變化1ua在35℃和95℃時輸出電流分別為308.2ua 和368.
2ua 。
方案二：採用dht11濕度感測器。dht11數字溫濕度感測器是一款含有已校準數碼訊號輸出的溫濕度復合感測器。
感測器包括乙個電阻式感溼元件和乙個ntc測溫元件並與乙個高效能8位微控制器相連線，因此該產品具有品質卓越、超快響應、抗干擾能力強、價效比極高等優點。
綜合比較方案一和方案二，兩方案都可以滿足設計所要求的精度溫度要求，但方案一的後續電路複雜，需要經過放大，數模轉換等步驟，增加了設計的複雜度和成本，並需要占用微控制器較多的i/o口。方案二的後續電路簡單，占用的i/o口數量少，為整體設計留出了足夠的i/o口資源。故我們採用方案二作為本系統的溫度感測器。
1、感測器效能說明
2、 介面說明
建議連線線長度短於20公尺時用5k上拉電阻,大於20公尺時根據實際情況使用合適的上拉電阻。
3、 電源引腳
dht11的供電電壓為 3－5.5v。感測器上電後，要等待 1s 以越過不穩定狀態在此期間無需傳送任何指令。
電源引腳（vdd，gnd）之間可增加乙個100nf 的電容，用以去耦濾波
方案一：採用光照度感測器m124749，該光照度感測器採用先進的電路模組技術開發變送器，用於實現對環境光照度的測量，輸出標準的電壓及電流訊號，體積小，安裝方便，線性度好，傳輸距離長，抗干擾能力強，量程可調。但**昂貴，價效比不高，且不易購買。
方案二：採用光敏電阻。光敏電阻的工作原理是當有光線照射時，電阻內原本處於穩定狀態的電子受到激發，成為自由電子，所以光線越強，產生的自由電子也就越多，電阻就會越小。
光敏電阻的優點有內部的光電效應和電極無關（光電二極體才有關），即可以使用直流電源。靈敏度和半導體材料、以及入射光的波長有關，**低廉，價效比高。
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