摘 要
温湿度、二氧化碳以及PH值是蘑菇大棚重要的环境参数，参数过高或过低，都会影响蘑菇的生长。因此，设计一个蘑菇生长环境自动控制系统对提高蘑菇种植的产量和质量非常重要。
本系统以AT89S52单片机为核心构建硬件平台，对温湿度等多个参数进行检测，传感器的输出信号经调理电路转换为电压信号后接入多路模拟开关CD4067，经TLC0831模数转换送入AT89S52单片机进行相应的数据分析处理后输出信号控制电调节阀等执行器的动作。在软件的设计上，给出了系统的软件设计思想和流程，包括定时中断子程序、各环境参数监控子程序、键盘子程序、显示子程序等，并对系统进行了仿真调试。
该系统可扩展性强，配置简单，操作方便，具有通用性，有效地节省了人力物力。
关键词：蘑菇；生长环境；单片机；监控系统
Abstract
The temperature、humidity, CO2 and pH are important environmental parameters of mushroom greenhouse, they will affect the growth of mushroom under too high or too low condition. Therefore, an automatic environmental control system design of mushroom is very important to improve the yield and quality of mushroom cultivation.
This system uses AT89S52 chip as the core of the hardware platform. temperature、humidity and other parameters are detected by related sensors and their output signals are sent to multi-channel analog switch CD4067 after modulation. Then the output of analog switch are converted to digital signals by TLC0831 and compared with the set point stored in AT89S52 microcontroller. Accordingly to the difference, electric control valve and other actuators are controlled. As to software program, design idea and process of the control system are presented, including the timer interrupt subroutine, the environment parameters monitoring subprogram, keyboard subroutine, display subroutine and so on. Partial simulation debugging have done.
The system is extensible, easy to configure, easy to operate and versatile，which effectively saves manpower and material resources
Key words：mushroom; growth environment; microcontroller; monitoring system
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3 设计内容和指标 4
第2章 系统设计方案 5
2.1 系统组成 5
2.1.1 总体结构 5
2.1.2 单片机的选型 5
2.1.3 温湿度传感器选型 6
2.1.4 二氧化碳传感器选型 6
2.1.5 PH值传感器选型 7
2.1.6 加热器选型 8
2.1.7 CO2发生器选型 9
2.1.8 阀门选型 9
2.1.9 通风风机选型 10
2.1.10 卷帘电机选型 11
2.2 通信方案 11
2.3 键盘显示方案 12
2.3.1 键盘方案 12
2.3.2 显示方案 12
2.4 A/D、D/A转换器选型 13
2.4.1 A/D转换器选型 13
2.4.2 D/A转换器选型 13
2.5 蘑菇大棚布局 14
第3章 硬件设计 16
3.1 单片机最小系统设计 16
3.2 检测电路设计 17
3.2.1 温湿度传感器接口电路设计 17
3.2.2 CO2浓度传感器接口电路设计 17
3.2.3 PH值传感器接口电路设计 18
3.3 信号调理电路设计 19
3.3.1 I/V转换电路 19
3.3.2 V/I转换电路 19
3.3.3 多路模拟开关电路 20
3.3.4 A/D转换电路设计 21
3.3.5 D/A转换电路设计 22
3.4 控制电路设计 23
3.5 通信电路设计 23
3.6 显示电路的设计 24
3.7 键盘接口电路设计 25
3.8 电源电路设计 26
3.9 报警电路设计 26
第4章 软件设计 28
4.1 软件总体设计 28
4.2 主要软件模块设计 28
4.2.1 中断子程序设计 28
4.2.2 温湿度监控模块软件设计 29
4.2.3 CO2浓度监控模块软件设计 31
4.2.4 PH值测量模块软件设计 31
4.2.5 温湿度控制模块软件设计 32
4.2.6 CO2浓度控制模块软件设计 33
4.2.7 键盘模块软件设计 34
4.2.8 显示模块软件设计 35
4.2.9 通信模块软件设计 36
4.2.10 模拟PID控制算法 36
第5章 系统的调试与仿真 38
5.1 参数设定值测试 38
5.2 运行测试 39
第6章 结 论 42
参考文献 43
致 谢 44
附 录I 49
附 录II 53
附 录III 61
