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近年来，塑料大棚蓬勃发展，已经成为农业生产过程中的关键环节。在南疆地区，由于昼夜温差大、干旱沙漠化的自然气候条件，对于塑料大棚内部温度、湿度等相关因素的检测、控制等需求越来越高。论文通过分析建立塑料大棚内部的温湿度数学模型，以STC89C54单片机为控制核心，以DHT11为主要温湿度采集元器件，采用模块化方式设计了一种用于普通塑料大棚的温湿度控制器。该控制器硬件部分分别由控制核心、温湿度检测、显示、控制输出、报警等模块组成，开启系统后，由传感器采集温湿度数据在其内部完成模数转换，并将转换后的数字信号传送给单片机，并与初始设定阈值进行比较，得到数据设定值与测量值的偏差，结合PID控制方法，控制外接设备动作、释放，保持大棚内温湿度在合理的范围内。软件方面主要分析了STC89C54单片机内部时钟、中断控制，DHT11启动和响应过程和LCD1602读状态、写指令、读数据、写数据四种操作时序，结合PID控制，用KEIL C程序编写和调试，基本解决了塑料大棚内部温湿度非线性、迟滞性等测量控制问题，并进行了单因素、综合因素和精度测试试验。性能试验结果表明：当室外温度处于9.2-24.3℃范围内变化时，待初始时刻开启控制器工作运行30分钟后，棚内温度始终处于25-27℃的设定范围内变化，外接设备随着内部温度变化而变化；当室外湿度处于30-86%范围内变化时，待初始时刻开启控制器工作运行30分钟后，棚内湿度始终处于50-60%的设定范围内变化，外接设备随着内部湿度变化而变化；当室外温度、湿度分别处于10.7-24.7℃，30-90%范围内变化时，待控制器工作运行之稳定状态时，棚内温湿度始终处于25-27℃、50-60%设定范围内变化，外接设备随着内部温湿度变化而变化；精度试验结果显示：大棚内部实际温湿度值与平均真实值的误差一般处于±5%左右，外接设备开启、关闭状态稳定。系统设计经济实用，电路结构简单合理，系统运行稳定可靠，可以满足大部分农户需求，且基本实现对温湿度控制要求。