摘 要

随着信息时代的来临，计算机技术和传感器技术飞速的发展，工业化对生态环境造成的严重影响让人们意识到可持续发展才是我们可走的路,故植物环境的监测系统成为现代研究热点，环境中的温度、湿度、光照度、土壤湿度和二氧化碳浓度影响着植物的生长，本次设计主要就是针对植物生长环境的这些因素的监测而进行的，以单片机为核心，设计基于温湿度、光照度、二氧化碳浓度和土壤湿度传感器的植物环境监测报警系统。通过传感器对周围环境参数进行信号的检测与处理和信号的输出。本文设计出系统硬件电路和编写相应软件程序。根据用户所需，键盘设置上下限参数，LCD实现显示，根据接收信号数据是否超出上下限来进行LED和蜂鸣器声光报警，达到监测植物周围的环境的目的

关键词 单片机、传感器、植物生长环境、监测

Abstract

With the advent of the information age, the rapid development of computer technology and sensor technology,The serious impact of industrialization on the ecological environment makes people realize that sustainable development is the only way we can go.Therefore, the monitoring system of plant environment has become a hot topic in the modern research, the temperature, humidity, light intensity, soil moisture and carbon dioxide concentration in the environment affect the growth of plants,This design is mainly for plant growth environment of these factors, based on single-chip microcomputer as the core, the design of temperature and humidity, light intensity, CO2 concentration and soil moisture plant environmental monitoring alarm system based on.Signal detection and processing and signal output by the sensor to the surrounding environment parametersDesign hardware circuit and write software program. According to the user needs, the keyboard set the upper and lower parameters, LCD display, according to the reception signal data is beyond the upper and lower limits for LED and buzzer sound and light alarm，To achieve the purpose of monitoring the environment around the plant

Key Words：Single chip microcomputer、sensor、Plant growth environment、monitor

目录

第一章 绪论 1

1.1 选题的依据和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 1

1.2.2国内研究现状 2

1.3课题研究内容 2

第二章 基于单片机的植物生长环境监测系统的总体设计 2

2.1植物检测系统的原理 2

2.2总体设计方案 3

2.3基于单片机的植物生长环境监测系统的整体结构 3

2.4环境因素对植物生长环境的影响 4

第三章 系统硬件组成及原理 5

3.1系统总电路图 5

3.2 DHT11模块 6

3.2.1 DHT11的资料及工作原理 6

3.2.2 DHT11接口电路 7

3.4光照传感器模块 8

3.4.1 TSL2561概述 8

3.4.2 TSL2561的引脚功能 8

3.4.3 TSL2561的内部结构和工作原理 9

3.4.4 TSL2561与单片机接口电路 10

3.5 CO2浓度传感器模块 10

3.5.1 MS4100传感器概述 10

3.5.2 放大电路的设计 11

3.5.3 A/D转换及其接口电路 12

3.6土壤湿度传感器模块 13

3.6.1 YL-69概述 13

3.6.2 ADC0832功能特点及引脚  13

3.7单片机模块 14

3.8复位电路设计 15

3.9外部晶振时钟电路设计 15

3.10键盘 16

3.11 LCD1602显示模块 17

3.11.1显示器LCD1602特点与简介 17

3.11.2 LCD1602基本参数及引脚功能 17

3.11.3 LCD1602的指令说明及时序 18

3.11.4 LCD1602的RAM地址映射 18

3.11.5 1602LCD的与单片机的连接电路 19

3.12 指示灯与单片机的连接 19

3.13 蜂鸣器报警电路与单片机的连接 20

第四章 系统软件模块和流程图 20

4.1编程语言的选择和软件的选用 20

4.2主程序流程图 20

4.3按键扫描模块 22

4.4 LCD1602显示模块 22

4.5温湿度传感器SHT11模块 23

4.6光照度传感器TSL2561模块 24

4.7 CO2浓度传感器模块 25

4.8土壤湿度传感器模块 26

4.9报警程序模块 27

第五章 实物制作 29

5.1实物展示 29

5.2功能展示 30

5.2.1 温度报警 30

5.2.2 湿度报警 31

第六章 总结与展望 32

6.1总结 32

6.2展望 32

参考文献 32

致谢 33

1第一章 绪论

1.1 选题的依据和意义

中国是世界上最大的发展中国家，而农业在我们国家占据了很大的比重，拥有15亿人口的我们对农作物等的需求量非常大，但是随着社会发展的不断进步，工业的发展越来越发达，这也就使得我国的自然环境变得越来越差，从而严重威胁到了农作物的生长^[1]。众所周知，植物的生长需要一定的环境，不同的植物需要的环境不同。这时候就需要不同的措施来更好的使植物的生长得到保障。

大家都知道人类的生存离不开氧气，而氧气的主要来源是来自于植物的光合作用。没有氧气我们就无法生存，所以为了保证植物的光合作用不受影响，我们需要给它们创造一个适宜生长的环境，植物的生长环境包括温度、湿度、光照强度、土壤湿度、二氧化碳浓度等等。而不同的植物生长环境的不同，产生的光合作用的效率就不一样，为了使植物的光合作用最大化，根据人们研究出的数据，我们可以实现人为的提供最佳环境，而环境是随时会改变的，这时就需要一个对环境监测的系统。