温室大棚卷帘机制系统总体方案设计毕业论文.doc

目 录 第一章 绪 论 2 1.1 背景介绍 2 1.2 相关技术的情况 2 1.3 设计的意义 2 第二章 总体设计方案 3 2.1 结构设计 3 2.2 本设计主要功能流程图 3 第三章 硬件设计模块 5 3.1 单片机主控制模块 5 3.2 GSM短信收发模块 6 3.3 温度显示模块 8 3.4 矩阵键盘模块 10 3.5 步进电机仿卷帘机模块 11 第四章 软件设计 13 4.1 程序设计总流程图 13 4.2 GSM短信模块程序设计 14 4.3 DS18B20程序设计 16 4.4 1602液晶程序设计 19 4.5 矩阵键盘程序设计 22 4.6 步进电机程序设计 24 第五章 调试与总结 27 5.1 调试 27 5.2 总结 27 致 谢 29 参考文献 30 附 录 31 第一章 绪 论2009年12月8日傍晚，福兴地某村一位中年妇女到自家大棚上放草帘，由于没有及时停住卷帘机，导致绳子在铁杆上反缠，该妇女去拉绳子时，不慎被绳子缠住围巾，最终被勒住颈部，当场死亡。目前使用的温室大棚卷帘机是靠人工送电，以达到控制卷帘机升降的目的，存在着很大的安全隐患。卷帘机本是帮助人们干活的工具，可有时却成了杀人工具，而且不管温室中是否有劳动任务，管理人员必须亲自到温室按动按键实现卷帘机的升降，了时间。本设计以发送短信的方式来控制卷帘机的升降，通过远程控制，就能实现卷帘机的自动升降，一方面可以有效的避免类似情况的发生，另一方面减轻管理人员的劳动强度，在温室中没有劳动任务的时候不必亲自到温室，仅仅为实现大棚帘子的升降，节省了时间。同时本设计外加其他功能，一方面能检测室内温度，将温度以短信的形式发给管理人员，使管理人员能够及时准确的了解温室内的温度情况，及时实现对温室大棚的通风，使作物获得适宜的生长温度，有利于作物的生长；另一功能就是当室内温度过低时，卷帘机能够自动放帘，以保证室内基本恒温，缩短蔬菜生长周期，使蔬菜提前上市，提高经济效益。 总体设计方案 温室大棚卷帘机控制系统总体方案设计是根据其功能设计，从全局的角度，以系统的观点而进行整体方面的设计，主要由GSM短信收发模块、温度显示模块、键设置模块，步进电机模拟卷帘机模块等组成。2.1 结构设计 （图2-1 总体框架结构图 其中AT89S52单片机作为本系统的主控制模块。按键设置模块可设置最低报警温度和管理人员手机号码。GSM模块中的短信内容由单片机进行判别，如读到升起的指令，卷帘机往上卷，若为降指令，则往下卷。同时18B20温度传感器将检测到的温度传输到LCD显示，温度一旦低于设置的值，单片机发短信给GSM，提示管理人员降下帘子。2.2 本设计主要功能流程图 （图2-功能流程图 小节：本章对该设计的总体框架结构体系设计进行了论述，并对该设计的功能通过流程图的形式进行了介绍,硬件及软件模块的设计分别在第三章、第四章给以介绍。 第三章 硬件设计模块温室大棚卷帘机控制系统硬件模块主要由单片机主控制模块、GSM短信收发模块、温度显示模块、按键模块、步进电机仿卷帘机五大模块组成。下面分别对五大模块进行分析。3.1 单片机主控制模块 本模块主要由单片机最小系统搭建而成，主要包括复位电路与时钟电路两大部分，这里单片机主要，也是整个系统中最关键的部分，下面具体介绍一下单片机主控制模块的各个组成。 3.1.1 AT89S52功能简介 AT89S52和AT89S51（如图）基本是一样的，S52比S51多一个定时器，由于S52的定时器2不常用，故在此我们讨论S51，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 AT89S51引脚图 ) 3.1.2 复位电路 为确保单片机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的部分，复位电路有上电自动复位和按键复