2 系统整体分析和设计

2.1设计方向

考虑气候、环境因素对农产品的影响，为保证农作物的各种生长需求来设定温湿度上下限值，并预存在AT89C51单片机中。为能实时采样当前温湿度，将多个温湿度传感器置于大棚内部各处，进行多点采样通过对当前温湿度的分析，及时判断其与标准值的差异，启动报警装置，采取措施来恢复温湿度，使其达到农作物的生长要求。

2.2模块化设计

· 测控模块：测量大棚温湿度

· 显示模块：显示经过平均数处理后的实时采样温湿度

· 报警模块：在实时温湿度不在温湿度区间内时报警和采取措施。

2.3硬件设计

农业大棚温湿度自动检测系统设计是以AT89C51单片机作为中央控制部件，SHT10单片数字温湿度集成传感器和一些设备等组成，下面是具体功能和工作原理：

    AT89C51是主控部件，负责核心运算和全局控制（调节模块之间的运行）。

·  将四路SHT10单片数字温湿度集成传感器送入的采样温度信号的数字数据求平均数得出实时平均温度，温度保存为整数。

·  将四路SHT10单片数字温湿度集成传感器送入的采样湿度信号的数字数据求平均数得出实时平均湿度，湿度保存为整数。

    SHT10单片数字温湿度集成传感器：采样大棚内实时温湿度模拟数据并运用内部14位A/D转换器将其转换为实时温湿度数字数据，并将数据送入AT89C51单片机中进行平均数运算。

键盘显示芯片：采用8位LED共阴极数码管来显示温湿度，担当各种基础数据（温湿度的界限数据，实时的平均温湿度值）的LED显示。

报警设备：担当起报警作用。当当前的温湿度超限时系统自动报警，蜂鸣器发出报警声且二极管亮，提醒采取措施。

处理设备：风扇：担当起降温作用；加热设备：担当起加热作用； 喷雾设备：担当起加湿作用；排潮设备：担当起去湿作用。

2.3.1温湿度测控系统的设计

采取温湿度各4路信号采样数据做平均数的值作为温室的温湿度的方式来更精确的反映大棚当前温湿度。以温度为例：系统启动后，输入温度的上下限的温度值。系统求出上下限的中间值，并以之作为控制参数来控制当前温度。

如果当前的温度值比下限温度值低时，系统将启动报警，且进行升温操作，直至温度达到温度中间值的一定区间内时停止升温。反之，如果当前的温度值比下限温度值高时，系统将启动报警，且进行降温操作，直至温度达到温度中间值的一定区间内时停止降温。

选择中间值作为控制参数是为了防止系统陷入死循环状态（“升温——降温——升温”）。设备在温湿度中间值点附近区间的频繁启停是没有任何操作意义的，且会导致设备寿命下降。

选择中间值的一定区间，是为了防止在达到中间值后的一段时间内，温度值仍然会持续上升或下降一会儿（温度的不可控性），导致实时温度值会偏离中间值，导致系统二次启动（启动时的温度值可能适合农作物生长）。选在中间值的正负一度区间内（判定在区间内都是适宜农作物生长的）是为了保证农作物生长的同时不需要进行二次操作，以解决设备的频繁启停问题。

2.3.2显示系统的设计

本系统采用8位LED共阴极数码管来显示温湿度，为了实现显示电路的简化和亮度的可调性。显示模块使用了四位LED共阴极数码管来显示实时温湿度数，减少了4*8=32个限流电阻，达到了简化显示模块的要求