温室大棚湿度控制系统
温室大棚湿度控制系统
——加湿设备及除湿设备的选择依据及应用领域
1、前言
1.1、课题背景
设施农业是外来词汇，在我国也称“工厂化农业”，目前学术界和经济界还没有一个统一和权威的定义。一般来说，所谓设施农业是具有一定的设施、能在局部范围改善或创造出适宜的气象环境因素、为动植物生长发育提供良好的环境条件而进行有效生产的农业。具体地说，设施农业是指利用人工建造的设施，通过调节和控制局部范围内环境、气象因素，为作物生长提供最适宜的温度、湿度、光照、水和肥等环境条件，使作物处于最佳生长状态，从而获得高产优质的农产品。但随着经济的发展和科技的进步，高新技术在设施农业中的应用的趋势日趋明显。
1.2、国内外温室控制技术发展概况
1.2.1我国温室产业发展现状与发展趋势
我国是温室栽培起源最早的国家，在2000多年前就已经能利用保护设施(温室的雏形)栽培多种蔬菜，至20世纪60年代，中国的设施农业始终徘徊在小规模、低水平、发展速度缓慢的状态，70年代初期地膜覆盖技术引入中国，对保温保墒起到一定的作用。随着经济的发展和科技的进步，70～80年代，相继出现了塑料大棚和日光温室。90年代开始，中国设施农业逐步向规模化、集约化和科学化方向发展，技术水平有了大幅度提高。随着近年来国家相关科研项目的启动，在学习借鉴、吸收消化国外先进技术成果的基础上，中国的设施农业有了较快发展，设施面积和设施水平不断提高。近代温室的发展经历了改良型日光温室、大型玻璃温室和现代化温室三个阶段，但由于各地区生产状况、经济条件和利用目的的差异，至今各阶段不同类型的温室依然并存。
我国在“九五”、“十五”期间，在科技部领导和组织下，实施了“工厂化高效农业研究与示范”项目，利用引进的现代化温室设备及配套技术，通过消化吸收与技术创新，进行了品
CO等环境因素综合调控技术的研究与种选育、设施栽培、配套设备及温室中温度、湿度和
2
攻关，一大批科技成果相继诞生，有效地推动着我国设施农业的发展。国内有关科研院所在温室环境管理系统、栽培模式、温室降温、补光、除湿和增施
CO，等方面也展开了卓有成
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效的研究工作，初步形成了具有中国特色的现代化设施农业技术体系。如北京市农业机械研究所研发了具有中国特色的节能日光温室及适应于不同领域的新型系列温室、现代化温室环境智能控制系统等设施设备；国家农业信息技术研究中心进行了温室环境监控系统和决策支持系统的研究开发；中国农业大学以及中国农科院蔬菜花卉研究所在环境控制与栽培技术等方面进行了卓有成效的研究，等等。但有关“适合各地方日光温室群环境智能化监控系统的开发与应用”方面的研究和报道较少，即使有，单因素的监控系统较多，多因素复合监控系统很少且很难大面积推广。
1.2.2国外温室产业发展现状与发展趋势
国外温室栽培的起源以罗马为最早。罗马的哲学家塞内卡(Seneca，公元前3年至公元69年)记载了应用云母片作覆盖物生产早熟黄瓜。20世纪70年代以来，西方发达国家在设施农业上的投入和补贴较多，设施农业发展迅速。目前，全世界设施农业面积已达400余万2
hm。荷兰、日本、以色列、美国、加拿大等国是设施农业十分发达的国家，其设施设备标准化、种苗技术及规范化栽培技术、植物保护及采后加工商品化技术、新型覆盖材料开发与应用技术、设施环境综合调控及农业机械化技术水平等都具有较高的水平，局世界领先地位。
当前，国外温室产业发展呈以下态势：温室建筑面积呈扩大化趋势，在农业技术先进的国家，每栋温室的面积都在0.52
hm以上，便于进行立体栽培和机械化作业；覆盖材料向多功能、系列化方向发展，比较寒冷的北欧国家，覆盖材料多用玻璃，法国等南欧国家多用塑料，日本则大量使用塑料；无土栽培技术迅速发展；由于当今科学技术的高度发展，采用现
CO浓有的机械化、工程化、自动化技术，实现设施内部环境因素(如温度、湿度、光照、
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度等)的调控由过去单因素控制向利用环境计算机多因子动态控制系统发展；温室环境控制和作物栽培管理向智能化、网络化方向发展，而且温室产业向节约能源、低成本的地区转移，节能技术成为研究的重点；广泛建设和应用喷灌、滴灌系统。过去发达国家灌溉是以土壤含水量或水位为依据进行水肥管理，而现在世界上正在研究以作物需水信息为依据的智能灌溉监控系统，如加拿大的多伦多大学正在研发超声波传感器，可检测作物缺水程度，以指示灌溉。
2、温室环境湿度的相关概念及湿度控制对温室环境的重要性
2．1、温室环境湿度的相关概念 2.1.1空气湿度
空气湿度表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；水汽越多，则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下，常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示。 2.1.2 绝对湿度
绝对湿度是一定体积的空气中含有的水蒸气的质量，一般其单位是克/立方米。绝对湿度的最大限度是饱和状态下的最高湿度。绝对湿度只有与温度一起才有意义，因为空气中能够含有的湿度的量随温度而变化，在不同的高度中绝对湿度也不同，因为随着高度的变化空气的体积变化。但绝对湿度越靠近最高湿度，它随高度的变化就越小。空气中的含水量是有一定程度的，达到最大容量时，称为饱和水蒸气含量。当空气的温度升高时，它的饱和水蒸气含量也相应增加；温度降低，则空气的饱和水蒸气含量也相对降低。
绝对湿度计算公式：
V
m
T R e H w w a =?=
=ρ 其中：e —— 蒸汽压，单位：帕斯卡（Pa )； w R —— 水的气体常数= 461.52J/(kg K)；
T —— 温度，单位：开尔文（K ）；
m —— 在空气中溶解的水的质量，单位：克（g ）； V —— 空气的体积，单位:立方米（3m ）。
2.1.3 相对湿度
相对湿度是指空气中水蒸气的含量与同一温度下的饱和水蒸气含量的比值，并用百分比表示。它是一个量纲为1的量，日常生活中所说的空气湿度，实际上就是指相对湿度。在许多与大气湿度有关的现象里，如农作物的生长、棉纱的断头以及人们的感觉等，都与大气的绝对湿度没有直接关系，而主要与大气中的水气离饱和状态的远近程度有关。空气的相对湿度决定于空气的含水量和温度，在空气含水量不变的情况下，随着温度的增加，其相对湿度也就相应地降低；当温度降低时，空气的相对湿度增加，在大棚内，夜间蒸发量下降，但空气湿度反而增加，主要就是由于温度降低的原因。
相对湿度计算公式：
%100%100%100max
?=?=
?=
?S
s
E e H w w r ρρ 其中：w ρ —— 绝对湿度，单位：克/立方米（g/3m ）； max ?w ρ —— 最高湿度，单位：克/立方米（g/3m ）； e —— 蒸汽压，单位：帕斯卡（Pa ）；
E —— 饱和蒸汽压，单位：帕斯卡（Pa ）； s —— 比湿，单位：克/千克 （g/kg ）；
S —— 最高比湿，单位：克/千克（g/kg ）。
2.1.4 露点
众所周知，水的饱和蒸气压会随着温度的降低而逐渐下降。当空气的温度下降到某—温度时，空气中的水蒸气与同温度下的饱和水蒸气压相等。此时，空气中的水蒸气将转化为液态而凝结成露珠，此时的相对湿度是100％。这—特定的温度低于0C 0，水蒸气将其结霜，因此又称为霜点温度。通常两者不予区分，通称为露点。空气中水蒸气压越小，露点越低，因此可以用露点表示空气中的湿度大小。图1为温度－相对湿度－露点的对应关系。
图1.温度－相对湿度－露点的对应关系
Figure 1. Temperature - relative humidity - dew point of the correlation between
2.2、湿度控制对温室环境的重要性
由于作物生长的不确定性和温室环境的可变性,传统的自动化控制手段已不能满足于农业现代化发展的需要。随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室环境内要求有适合
于温室植物生长的湿度，保证植物生长所需的水分，当湿度偏高或偏低时有调节的能力。水分是植物光合作用的原料之一，空气相对湿度可直接影响叶片气孔的开合程度。相对湿度越大，气孔打开的程度越高。
如果不是极端干燥或过湿，作物的生育不受湿度的影响，叶片气孔能自由开闭调节蒸腾量。如果是晴天，早上在开窗和风机打开之前，开启喷雾设施，使开启的相对湿度上升到90%以上，叶片的气孔张开到最大程度，有利于
CO的吸收，在光照和其他条件具备的情况下，
2
光合速率会很快升到相当高的水平。
但在持续干燥或水分缺乏的条件下，叶片气孔关闭，植物就会萎，降低光合作用速率，并使生长迟缓，正在发育的细胞生长减慢，叶子变小，节间变短，出现胁迫症状，如果再严重一点，叶边可能会发焦，并向内部延伸，影响到整片叶子，达到一定程度叶片会脱落。
而水分过多时，植物生长快，表现为植株高但柔弱，一旦光照强烈或者干旱，植物易萎焉。如果土壤中水分持续过多，水分长期占据毛孔，可能会造成对根的危害，根系就难以吸收水或营养，导致植物萎焉，出现营养缺乏症状。果菜类开花期遇到极端过湿环境，花粉不能充分散开，花粉管伸展受阻，会产生畸形果。如果蔬菜生产是在封闭、半封闭条件下进行的，地面蒸发和作物蒸腾作用产生的水蒸汽凝结水大都滞留在室内，使空气相对湿度和绝对湿度显著高于外界。傍晚温度下降，湿度过饱和后会产生雾。土壤湿度越高，室温越低，雾持续时间越长、浓度越大。雾在薄膜上凝结成水滴，润湿作物茎叶，好湿性病原菌便随水滴侵入气孔。湿度是影响设施蔬菜病虫害发生的主要因素，高湿加上适宜发病的温度条件更会加速病虫害的发生。所以要将湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。
2.3、环境控制系统中湿度调节的主要手段
（1）、加湿
在温暖季节，白天温室往往开窗进行通风，室内空气湿度进一步下降，与室外趋于一致。此时需要进行加湿，加湿往往与降温协调进行。
增湿的主要方法：灌水、加湿器加湿、喷雾、湿帘加湿（降温的同时进行加湿）。
传统的工业加湿器一般采用高压喷雾式加湿器、湿膜加湿器、汽加湿器、离心式加湿器、电热蒸汽加湿器等作为加湿设备。
（2）、除湿
温室空气湿度调节的目的一般是为了降低室内空气相对湿度，减少作物叶面的结露现象。环境控制系统中降低空气湿度的方法主要有以下几种。
a、通风换气通风换气是调节温室内湿度环境的最简单有效的方法。温室内湿度一般高于室外，通过通风换气引进湿度相对较低的室外空气对室内空气能起到稀释作用。
b、加热在室内空气含湿量一定的情况下，通过加热提高温室温度自然就能起到降低室内空气相对湿度的作用。如能将通风与加热结合起来则对于降低室内空气相对湿度最为有效。
c、改进灌溉方法在温室中采用滴灌、微喷灌等节水灌溉措施可以减少地面的集水，显著降低地面蒸发量，从而降低空气相对湿度。与此相似，采用地膜覆盖也能减少地面水蒸气蒸发。如温室覆盖地膜后温室空气相对湿度由95％~100％下降为75％～80％。
d、吸湿采用吸湿材料如氯化锂等吸收空气中水分可降低空气中含湿量，从而降低空气相对湿度。
3、湿度控制系统
3.1、湿度控制系统的组成
图2.湿度控制系统组成
Fig 2 humidity control system
3.2、湿度控制系统的工作原理
系统由温湿度传感器、控制系统 (含键盘和液晶显示)、加热设备和加湿设备几部分组成。整个系统的工作原理图如图3所示。
图3. 湿度系统工作原理图
Fig 3 humidity system working principle diagram
该温室控制系统是利用控制系统把传感器采集的有关参数 (如温度、湿度 )转换为数字信号,并把这些数据暂存起来 ,与给定值进行比较 ,经一定的控制算法后 ,给出相应的控制信号进行控制。系统还可以经过串行通信接口将数据送至上位机 ,从而完成数据管理、智能决策、历史资料统计分析等更为强大的功能 ,并可以对数据进行显示、编辑、存储及打印输出。传感器把与生物有关的参量 (温度、湿度等 )转换为电压信号 ,经运算放大器组成的信号处理电路变换成压频转换器 (V/F)需要的电压信号。其中温度传感器的输出电流与绝对温度成正比 ,且具有温度响应快、线性度好及高阻抗电流输出等特点 ,适于长距离传输 ,可把
0的温度转换成 1～4 V的电压;测湿调理电路是将湿度传感器测试到的10 %～- 5～55 C
90 %的相对湿度转换成 4～20mA的电流输出信号。温室控制系统的执行机构包括风机、气泵、水帘、遮阴帘、电磁阀等设备。系统工作时 , 控制系统通过温湿度传感器来测量温室内的温湿度并与设定值相比较 ,如果温室内的温度或湿度超出了设定范围的上下限值 , 控制系统就输出指令 ,控制接通相应的设备;当温室的温度和湿度都在范围内时 , 控制系统就输出指令 ,切断设备的电源。系统的工作流程见图 4。
图4. 湿度控制系统的工作流程见图
Fig 4 humidity control system with the workflow diagram
4、控制系统对湿度调节设备要求：
温室大棚使用面积1502
m，安置加湿设备和
m～6003
m，大棚有效容积4503
m～2002
除湿设备各1～2台，要求220V、单相或380V、三相，频率50Hz，能响应控制系统发出的指令，满足整个温室大棚增湿与除湿要求。
4．1、空气的加湿处理及常用设备
增湿的主要方法：灌水、加湿器加湿、主要采用喷雾。
在纺织、造纸、喷涂、塑料、印刷、医药、烟草等行业,工业加湿器都是必不可少的设备。早期常用的加湿方法是挂湿布、墙壁和地面喷水，通过增加水分的自然蒸发面积来提高空气湿度,劳动强度大,加湿效果不明显。传统的工业加湿一般采用高压喷雾式加湿器、湿膜加湿器、汽加湿器、离心式加湿器、电热蒸汽加湿器等作为加湿设备。
4.1.1超声波加湿器
超声波加湿器已经上市多年，超声波加湿器产生的水滴较细，加湿强度大，加湿均匀，
加湿效率高，运行安静可靠并具有省电、使用寿命长的优势。不过超声波加湿器的缺点也很明显，容易在墙壁和设备表面上留下白点，要求对水进行软化处理。
图5超声波加湿器（原理图）
Figure 5 ultrasonic humidifier (diagram)
4.1.1.1 基本原理
利用高频电力从水中向水面发射具有一定强度的、波长相当于红外线的超声波，在这种
μ的超微粒子，通过风动装置将水雾扩散到空超声波的作用下，水表面将产生直径为1～5m
气中，这些细微粒子吸收空气热量蒸发为水蒸气，从而达到均匀加湿空气的目的。
图6超声波加湿器（实物图）
Figure 6 ultrasonic humidifier (picture)
4.1.1.2 系统特点
（1）、加湿效率高：
μ,最大相对湿度可高达99%以上，加湿效率可达
a、整机所输出的雾粒直径只有1～10m
95%以上。
智能控制，准确控湿模块机芯，可换芯片：
b、AZS系列超声波雾化加湿器，内部采用集成式雾化模块，可换芯片，维护简单，可以用简单的工具对设备进行维护和检修。
（2）、灵活移动，安装方便：
a、设备有多种安装方式，可以移动，可以壁挂安装，也可以坐地安装，适用于多种使用环境。不锈钢体，洁净可靠。
b、整机采用不锈钢箱体喷朔而成，无水锈，使用寿命长，并且配有标准给水口、排水开关、溢水口等,可自动和人工上水。
（3）、过滤白粉，除尘杀菌：
可选配软水装置,以供不同水质达到无钙化白粉污染的要求。
（4）、专有杀菌技术，强力除藻抑菌。
（5）、可改善室内环境：
机器工作时不但可以加湿降尘,保持环境在所要求的湿度范围内,同时还会产生高浓度的负氧离子，因为有了负氧离子,在此环境工作的员工的工作效率也会明显增加。
4.1.1.3 适用领域
（1）、计算机房：各类计算机机房之湿度控制及消除静电；
（2）、电子行业：半导体元器件厂、LCD厂、PCB厂、IC测试厂等湿度控制及消除静电；（3）、印刷行业：塑料印刷、精美印刷、特殊印刷湿度控制及消除静电；
（4）、纺织行业：纺织厂湿度控制,消除静电及降尘，利用湿涨干缩原理改善织物质量；（5）、烟草行业：烟草加工、生产湿度控制及降尘；
（6）、造纸行业：纸张的湿度控制,消除静电、降尘及改善纸张制造质量；
（7）、喷涂行业：汽车涂装厂、各类喷涂厂之湿度控制,消除静电、除味及降尘；
（8）、保鲜储藏：果疏产品恒湿保鲜、储藏；
（9）、塑料行业：塑料注射成型厂、塑料产品制造厂湿度控制及消除静电；
（10）、火药行业：火药生产、装填、制成、储存消除静电；
（11）、实验室：各类检验、检测、质量、分析、化验室、水泥养护室的环境恒湿；（12）、暖通行业：中央空调加湿,计算机机房中央空调加湿及除静电；
（13）、食品行业：干燥、脱水食品回潮、保鲜；
（14）、种植业：规模化种养植菌类、花卉、热带植物及无土栽培等湿度控制；（15）、养殖业：牲畜、飞禽、昆虫等规模化养殖保湿及消毒；
（16）、人工景观：热带人工雨林、影视、展览等模仿自然环境云雾景观。
4.1.1.4 AZS 技术条件
表1超声波加湿器技术参数
Table 1 technical parameters of ultrasonic humidifier
型 号
加湿量
（h kg /） 风 量
（h m /3）
控 制
电 源 (V )
功 率 （W ）
外形尺寸（cm ）
价 格 （元）
AZS-120
12
350
手动
220
1200
502863??
3000.0
AZS-120S 时序 AZS-120Z 湿度
4.1.1.5 使用条件
表2 超声波加湿器使用条件
Table 2 ultrasonic humidifiers use condition
环境温度 1-~40C 0 给水压力 1~43
/cm kg 环境湿度 RH %90≤
给水温度 1~30C 0
供水水质
软化水、纯净水、去离子水
周围环境
无高温辐射源无强磁场干扰源
4.1.2 高压微雾加湿器
高压喷雾加湿器是将加湿器的过滤器、泵机组、水箱、控制箱安装在车间或机房内，喷雾系统(喷嘴、管道)等安装在车间顶部的一种等焓加湿方式。
高压微雾加湿设备是特别针对大型车间在投资传统加湿设备,面临的投资大、运行成本高、维护工作量大等问题，引进国际先进技术，经过科学的改进而研制生产的，在系统的稳定性和降低能耗方面取得了突破性进展，并成功的进行了多个系统集成，输入电源检测保护系统、恒压供水系统、断水保护系统、湿度自动控制系统、电机保护系统、自动供水、排水系统、自动卸压系统、液压油更换系统等。使系统整体更可靠，更安全。
图7喷雾加湿（原理图）
Fig 7 spray humidification (diagram)
4.1.2.1 基本原理
高压微雾加湿器的工作原理是利用高压柱塞泵将水压提高到7Mpa,然后将加压后的水经耐高
压输送管线由专业喷嘴将其雾化，产生3～15m
μ的微雾颗粒，与流动的空气进行热湿交换，吸收空气中的热量，汽化、蒸发，使空气的湿度增加，实现对空气的加湿处理，同时起到降温控制粉尘的作用
单机组的加湿量为150～900h
kg/。
图8喷雾加湿（实物图）
Fig 8 spray humidification (picture)
4.1.2.2 系统特点
μ,（1）、雾细：高压微雾喷嘴每秒能产生50亿个雾滴，雾滴的直径仅为0.5～15m 尤如山中云雾，加湿降温效果极佳。
（2）、节能：雾化1公斤水仅消耗6W功率，是传统电热加湿器的百分之一，是离心式或气水混合式加湿器的十分之一。
（3）、可靠：高压微雾加湿系统主机采用进口工业型柱塞泵，能够24小时连续运转，喷嘴及水雾分配器无动力易损部件，在高粉尘环境中不会损坏。
（4）、安全自动泄压：当喷雾机停止工作时，机体自动将高压喷管的压力释放，防止喷头滴水。
（5）、自动缺水断电系统：防止因无水时泵空转现象，提高泵寿命。
（6）、卫生：高压微雾系统的水是密封非循环使用的，不会导致细菌的繁殖。
（7）、加湿量: 加湿量大且喷嘴可以自由组合。加湿量从5h
kg/进行
kg/～900h
无级调节。
（8）、加湿效率高达95%以上。
4.1.2.3、适用领域
工业：纺织厂房、卷烟厂房、电子厂房、造纸厂房、印刷厂房、汽车涂装厂房、木材（家具）加工厂房、火（炸）药生产厂房等加湿；发电厂厂房、炼钢厂厂房内等降温；酿造、食品行业高温高湿环境条件的加湿和降温。
农业：冷库、温室大棚、牲畜养殖、花卉苗圃、食用菌类培养等加湿、降温、喷药、施肥等。
景观造雾：悬浮在空气中的超细微雾粒象云烟一样随风而动，时隐时现，创造出迷人的风景效果；同时超细微雾粒中含有大量的负离子，增加空气的含氧量，极大地营造和改善人们生存和居住的环境。
4.1.2.4 技术条件
表3高压微雾加湿器技术参数
型号加湿量（h
kg/）价格（元）RPG200 2500.0
RSW-WX90 4500.0
RSW-W1500 10000.0
4.1.2.5 使用条件
表4高压微雾加湿器使用条件
Table 4 high-pressure micro-mist humidifier use condition
环境温度 1~40C 0
（加湿主机）、1~80C 0
（喷雾装置）
给水压力 1.0≥ Mpa
环境湿度 RH %80≤
给水温度 4~55C 0
进风风速 0.5~3.5s m / 进风温度 15≥C 0
供水水质
自来水、净化水或同类水
加湿段长度
0.45~1.1m
4.1.3 离心式加湿器
图9离心式加湿器（原理图）
Fig 9 centrifugal humidifier (diagram)
4.1.3.1 基本原理
离心式加湿器是利用高速电机带动复合叶轮旋转产生真空，贮水箱内的水在大气压力作用下通过吸水器压至复合雾化叶轮，经化成 m μ5Φ 的细雾 , 经过下进风道的微风 , 送至出雾口 , 在出雾口与上进风道的高速 风流相汇合 , 形成高速气雾喷到空气中，气雾与空气中的余热相接触 , 完全汽化，达到加湿的目的。
图10 离心式加湿器（实物图）
Fig 10 centrifugal humidifier (picture)
4.1.3.2 系统特点
特设了一个风道分离器，采用上下两个完全隔离的进风道，复合式雾化器，将雾与风彻底分离 , 解决了同类产品因风叶接触水雾所形成的水滴现象及易堵塞 , 保洁难的问题 , 采用积木安装形式、拆装、维护十分方便。该产品具有设计合理、自动化程度高、结构紧凑、造型美观、经济适用、不易堵塞、等优点。
4.1.3.3 适用领域
目前已经广泛应用于纺织、印刷、卷烟、医药，花卉温室大棚、畜牧业、菌类栽培、气调库、木业、纸业等行业的车间、仓库所需要的湿度调节、空气净化及空气降温处理。
4.1.3.4 技术条件
表5离心式加湿器技术参数
Table 5 centrifugal humidifier technology parameters
型号加湿量（h
kg/）价格（元）
RLX-017 6500.0
RLX-0214 8000.0
RLX-0350 8000.0
4.1.3.5 使用条件
表6离心式加湿器使用条件
Table 6 centrifugal humidifier use condition
环境温度 室内的温度应满足在 -10C 0
～35C 0
范围 环境湿度
室内允许的最高相对湿度为95%， 但有冷凝水产生
4.2、加湿器对比及选择 4.2.1 各类型加湿器对比
表7各类型加湿器对比
加湿器的种类 加湿机理 优点
缺点
离心式 水喷雾式、等焓加湿 节能省电，使用寿命长 不能完全蒸发，需排水 超声波式 水喷雾式、等焓加湿 雾化效果好，噪声低 价格较高，需要软化水 喷雾加湿
水喷雾式、等焓加湿
耗电量少，加湿量大
需要高压气泵，有噪音干扰
4.2.2 加湿器的选择
通过以上对加湿器的介绍以及对比，在1502m ～2002m 温室大棚中，考虑安装、经济等问题，本设计选用高压微雾式加湿器。
4.3、空气的降湿处理
降低空气湿度的主要方法有：通风换气、合理浇水、地膜覆盖、升温降湿、采用吸湿性良好的保温幕材料、自然吸湿。
大棚降湿度的方法和温度的方法相似主要是采用自然换气降湿和人工降湿。 4.3.1自然通风降湿 通风量的计算：
B L V ?=5.21
其中：1V ——基本通风量，min /3
m ；
2.5——每平方米地面面积的基本通风量，
min /23?m m ； L ——温室长度，m ；
B ——温室宽度，m 。
本设计在1502m ～2002
m 温室大棚中，则需要通风时的通风量
m in)/(500~375)200~150(5.231m V =?=
自然换气降湿是靠开设换气窗进行,最普通的是天窗和地窗两种。一般来讲,天窗设在背风一面,地窗开在迎风面,效果做好。按照降温排湿要求来讲,换气窗似乎越大越好,但冬季保温一样重要,因此窗户太大会影响保温性能。从实际情况来看,窗面积应该占到大棚面积的1/6左右。但是从实际设计与使用上,天窗一般太小,一是因为开设大的天窗,天窗必须有相当结实的材料；二是随着大棚大型化的发展，开设太大的天窗，投资太大，大棚密闭性能降低。 4.3.2 人工降湿
人工降湿可由控制系统控制风机来实现。 4.3.2.1 风机风量计算：
F v Q ?=
其中：Q ——风机风量，（h m /3）；
v ——风速，（h m /）；
F ——风道截面积，（2m ）。 4.3.2.2 风机数量的确定
根据所选房间的换气次数，计算厂房所需总风量，进而计算得风机数量.。 计算公式:
Q n V N /?=
其中: N ——风机数量，(台)；
V ——场地体积，(3m )；
n ——换气次数，(次/时)；
Q ——所选风机型号的单台风量，(h m /3)。
本设计在1502m ～2002m ，高约2m ～3m 温室大棚中。
自然换气费工较多，易被风破坏，在设置天窗的地方常因关窗不严，在冬季对植物形成伤害。因此，本文选择风机进行降温。
4.3.3 常用风机介绍
4.3.3.1 环流风机(温室循环风机)
图11 环流风机
Fig 11 the circulation fan
（1）特点：
a、轻型铝板冲压扇叶,风量大,噪音低；
b、防腐处理,使用寿命长；
c、钢性好、重量轻、美观大方、易于安装。
（2）价格：560/台
（3）技术参数
表8环流风机技术参数
Table 8 the circulation fan technology parameters
型号/规格相数
额定电压
(V)
频率
(Hz)
输入功率
(W)
额定转速
(min
/r)
风量
(h
m/3)
重量
(kg) HDD25-4单相22050301400840 4.6 HDD30-4单相220503514001080 5.6 HDD35-4单相220504514002280 6.5 HDD40-4单相2205060140022808.5 HDD40-4三相3805060140022808.5 HDD50-4单相220503501400570013 HDD50-4三相380503501400570013 HDD60-4单相220506001400870021 HDD60-4三相380506001400870021
4.3.3.2 温室负压风机
图12温室负压风机
Fig 12 greenhouse suction fan
（1）特点
a、叶片由高强度铝合金,优质不锈钢或镀锌板制造；
b、百叶窗由不锈钢板材或优质镀锌板制造，其特有的开闭结构可以保证百叶窗完全打开和关闭；
c、风扇毂和皮带轮均由合金压铸而成，最大程度减小扇叶振动；
d、钢盒框架系优质镀锌钢板，持久耐用。
（2）价格：1300/台
（3）技术参数
表9温室负压风机技术参数
Table 9 the greenhouse air pressure machine technical parameters
型号及规格风叶直
径
(mm)
风叶转速
(min
/r)
风量
(h
m/3)
全压
(Pa
)
噪
音
(db
)
输入功
率
(W
)
额定
电压
(V
)
电机转速
(min
/r)
外形尺寸
长*宽*高(mm)
RWF-710 710 560 17000 55 ≤70370 380 1350 810×810×350 RWF-900 900 560 24000 60 ≤70550 380 1350 1000×1000×350 RWF-1000 1000 560 28000 62 ≤70750 380 1350 1100×1100×350 RWF-1250 1250 325 32000 55 ≤70750 380 1350 1400×1400×400 RWF-1400 1400 325 38000 60 ≤701100 380 1350 1550×1550×400
4.3.4 除湿器的选择
本设计在1502m ～2002
m 温室大棚中，则需要通风时的通风量
)/(30000~22500m in)/(500~375)200~150(5.2331h m m V ==?=。
考虑安装、经济等问题，本设计选用1台RWF-1250温室负压风机。
5、湿度调节设备驱动电路设计 5.1、各电路的组成及特点
该湿测控器电路由电源电路，振荡电路，湿度检测电路，控制电路组成，三端稳压集成电路IC1，限流电阻器R6，和电源指示发光二极管VL3组成。
（1）振荡器电路由电阻器R1,R2，电容器C3和与非门集成电路IC2(D1,D2)组成。 振荡器通电工作后，产生频率为2.5KHZ 的振荡脉冲电压信号，此脉冲电压（4V 左右）经RP1,RS,分压及VD5整流后，经R3加至V3的基极。
图 13振荡器电路 Figure 13 Oscillator Circuit
（2）湿度检测电路由湿敏电阻器RS,电位器RP1,RP2,二极管VD5和电阻器R3组成。 RS 的阻值随湿度的变化而变化，当环境湿度变小时，RS 的电阻增大，当环境湿度变大时，RS 的电阻减小。
图14湿度检测电路
【开题报告】大棚温湿度控制系统开题报告
【关键字】开题报告 大棚温湿度控制系统开题报告 篇一：蔬菜大棚温度控制系统开题报告 中北大学信息商务学院 毕业设计开题报告 学生姓名： 系别： 专业： 设计题目： 指导教师: XX 年 3 月20日XXX 学号：信息商务学院自动控制系自动化蔬菜大棚温度控制系统设计赵耀霞 开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资 格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用按信息商务学院教学管理部统一设计 的电子文档标准格式（可从教务处或信息商务学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．学生写文献综述的参照文献应不少于15篇（不包括辞典、 手册）。文中应用参照文献处应标出文献序号，文后“参照文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参照文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如0XX401X02），不能只写最 后2位或1位数字； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“XX年3月15日”或“XX-03-15”； 6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得 随便涂改或潦草书写。 毕业设计开题报告 篇二：温室温湿度控制系统设计开题报告 辽宁(本文来自：小草范文网:大棚温湿度控制系统开题报告)石油化工大学 信息与控制工程学院 毕业设计（论文）开题报告 论文题目：温室温湿度控制系统设计 学生姓名：刘晓薇
基于PLC的温室控制系统的设计开题报告
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告
年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代代末开始出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化无人化的方向发展。 目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机自动化控制的现代高科技温室，并形成了令人惊险的植物工厂。而我国的温室系统属于半开放系统，温室内环境控制水平较低，仍靠人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制，因而设施现代化水平低，对温室环境的调控能力差，产品的质量难以得到保证。正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的蔬菜供应发挥着主力军的作用。 3.温室控制系统研制与开发的意义 温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，温度是影响植物生长发育最重要的因子之一。它的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。 虽然有些温室也安装有各种加热、通风和降温的设备,但其主要操作大多仍是由人工来完成的当温室面积较大或数量较多时,操作人员的劳动强度很大,而且也无法达到对温湿度的准确控制。本文介绍一种基于PLC和数字式温度传感器的温室控制系统。该系统实现了室内温度的自动测量和调节,大大降低了操作人员的劳动强度。 二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程 1.研究内容： 温室的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。
基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计
河北农业大学 毕业设计（论文） 题目：基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计 农业电气化1501班：李闫 指导教师：郭艳霞
基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计 设计概述： 温度和湿度是在农业生产中常见的和基本的参数之一，它们会大幅度影响作物产量和品质,现代科学和技术在提高农业生产力方面发挥着重要作用，以确定温度和湿度，实时显示、储存和监测。国内生产，产品质量与节能。本次设计欲将单片机、传感器、计算机技术相结合设计出一套符合现代温室大棚的温湿度采集系统。 该系统以单片机为第一基本点,并使用多个温度传感器和湿度传感器作为元件。该单芯片微型计算机与数字传感器连接到收集并存储该传感器的测量数据。该MCU(微控制单元)通过RS-232发送所收集的数据到计算机。计算机存储、记录由MCU为员工发送的数据进行浏览,记录和进行相关处理。在另一个地方,MCU 需要实现监控系统的扩展,数据的实时显示和数据存储的功能。 本文主要完成了以下几个方面:首先是设计概括出本系统大致方向，选择与本次系统相符合的传感器。，根据选择的传感器设计硬件与软件。其次是数据的采集：包括温度和湿度的数字控制、监测原则、监测计划和监测系统软件开发。本系统可以全面且及时的对温室环境中的温湿度进行采集与监测，并且还可以将以前的数据进行保存与记录，方便人们及时查看与数据对比，此外设计了显示模块，通过使用图形的方式更加直观显示参数，实现了智能化远程监测温湿度的思想。 关键词:温室大棚单片机温湿度传感器
Design of temperature and humidity acquisition system in greenhouse based on single Chip Microcomputer Design overview: temperature and humidity are one of the common and basic parameters in agricultural production. Modern science and technology play an important role in improving agricultural productivity to determine temperature and humidity, real-time display, storage and monitoring. Domestic production, product quality and energy saving. In this paper, a new modern temperature and humidity acquisition system for hardware and software greenhouse is designed by SCM, transducer, computer technique . The system takes single chip microcomputer as the first basic point, and uses multiple temperature sensors and humidity sensors as acquisition components. The single chip microcomputer is connected to the digital sensor to collect and store the measurement data of the sensor. The MCU (Microcontrol Unit) sends the collected data to the computer via RS-232. Computer stores, records the data sent by MCU for employees for browsing, recording and related processing. In another place, MCU needs to realize the expansion of monitoring system, the real-time display of data and the function of data storage. This paper mainly completes the following aspects: first of all, the general direction of the system is summarized, the sensors consistent with the system are selected, and the hardware and software are designed according to the selected sensors. Secondly, data collection: including temperature and humidity digital control, monitoring principles, monitoring planning and monitoring system software development. The system can collect and monitor the temperature and humidity in greenhouse environment in a comprehensive and timely manner, and can also save and record the previous data, which is convenient for people to view and compare the data in time. In addition, a display module is designed. By using graphics to display parameters more intuitively, the intelligence is realized. The idea of remote monitoring temperature and humidity. Key words: greenhouse, single chip microcomputer, temperature and humidity sensor,
大棚温度控制系统设计报告DOC
课程设计主要任务 基于AT89S52单片机的温度测量控制系统，数字温度传感器DS18B20通过单总线与单片机连接，实现温度测量控制，主要性能为： (1 )通过该系统实现对大棚温度的采集和显示； (2)对大棚所需适宜温度进行设定； (3)当大棚内温度参数超过设定值时控制通风机进行降温，当温度低于设定值时利用热风 机进行升温控制； (4)通过显示装置实时监测大棚内温度变化，便于记录和研究； 系统的设计指标 (1 )温度控制范围：0 C ~+50 C； (2)温度测量精度：土2 C； (3)显示分辨率：0.1 C； (4)工作电压：220V/50HZ ± 10%
目录 第一章序言 1 第二章总体设计及个人分工 2 第三章传感器设计及应用 4 第四章总结8
第一章序言 随着人口的增长，农业生产不得不采取新的方法和途径满足人们生活的需要，大棚技术的出现改善了农业生产的窘迫现状。塑料大棚技术就是模拟生物生长的条件，创造人工的气象环境，消除温度对农作物生长的限制，使农作物在不适宜的季节也能满足市场的需求。随着大棚技术的普及，对大棚温度的控制成为了一个重要课题。早期的温度控制是简单的通过温度计测量，然后进行升温或降温的处理，进行的是人工测量，耗费大量的人力物力，温度控制成为一项复杂的程序。 大多数的蔬菜大棚以单个家庭作业为主，种植户为蔬菜大棚配备多参数的智能设备，经济成本很高，因此将温度控制由复杂的人为控制转化为自动化的机械控制成为必然。目前现代化的温度控制已经发展的很完备了，通过传感器检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。近年来电子技术和信息技术的飞速发展，温度计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化，产业化。温度计算机控制及管理技术便函先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进，开发出适合自己的系统。这在给各国带来了巨大的经济效益的同时，也极大地推动了各国农业的现代化进程。本系统以AT89S52单片机为控制核心，主要是为了对蔬菜大棚内的温度进行 检测与控制而设计的。该测控仪具有检测精度高、使用简单、成本较 低和工作稳定可靠等特点，所以具有一定的应用前景。
大棚温室自动控制系统毕业设计(精)
本设计为一闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度的实时显示功能,对棚内环境温度的预设功能。 第一章概述 大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其主要功能是采用电路来自动控制室内的温度,以利于植物的生长。温室的性能指标: 1.温室的透光性能 温室是采光建筑,因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响,而且随着不同季节太阳辐射角度的不同,温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般,连栋塑料温室在 50%~60%,玻璃温室的透光率在60%~70%,日光温室可达到70%以上。 2.温室的保温性能 加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能,降低能耗,是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。 3.温室的耐久性
温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外,还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减,而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载;竹木结构简易温室使用寿命5~10年,设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。 由于温室运行长期处于高温、高湿环境下,构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室,受力主体结构一般采用薄壁型钢,自身抗腐蚀能力较差,在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处 理,镀层厚度达到150~200微米以上,可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室,必须保证每年作一次表面防腐处理。 第二章比例微积分控制原理 3.1 比例积分调节器(PD 比例调节器具有误差,为解决此问题,可引入积分(Inte6raI环节,其方块图见图4—33l 比例微分调节器对误差的任何变化,都产生一个控制作用比,阻止误差的变化。c变化越快,pd越大,输出校正量也越大。它有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定;同时加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善了系统的动态特性。它的缺点是抗干扰能力变差。 3.2 PID调节器 积分器能消除镕差,提高精度,但使系统的响应速度变慢、稳定性变环。微分器能增加稳定性,加快响应速度。比例器为基本环节。三者合用,选择适当的参数,可实现稳定的控制。 图4—37为PID调节器的方块图。 第三章自动控制系统的设计
大棚温湿度控制
毕业论文（设计） 大棚温湿度自动调控 朱康允 指导老师：王国强 班级：机电设备09 系（部）：机电工程系 专业：机电设备维护与管理 答辩时间： 1
摘要 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。 本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。 关键词：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器 2
Abstract With the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs. This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value. Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor 3
温室大棚温湿度控制系统
毕业论文(设计)
题目名称温室大棚温湿度控制系统院（系）电子信息学院 专业班级电气10803 学生姓名陶想林 指导教师唐桃波 辅导教师唐桃波 时间2012年3月至2012年6月
目录 长江大学毕业设计(论文)任务书 (3) 毕业设计开题报告.................................................................................................................... X 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见.................................................................... XV 长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语........................................................................... X VII 长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定............................................................... XIX 中外文摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。前言...................................................................................................................................... XXIV 绪论. (26) 1.1课题来源 (26) 1.2国内外发展现状、趋势以及面临的挑战 (26) 1.3研究的目的、意义及主要内容 (27) 2硬件设计 (27) 2.1系统总体结构设计 (27) 2.2控制模块的设计 (28) 2.2.1 STC89C51的主要特性 (28) 2.2.2 AT89C51的管脚说明 (29) 2.2.3震荡电路 (33) 2.2.4 复位电路 (33) 2.2.5 单片机的CPU (34) 2.2.6 单片机的中断系统 (36)
基于单片机AT89C51的温室大棚温湿度控制系统设计
毕业论文(设计) 题目名称温室大棚温湿度控制系统 院（系）电子信息学院 专业班级电气10803 学生姓名 指导教师 辅导教师 时间2012年3月至2012年6月
目录 长江大学毕业设计(论文)任务书 (3) 毕业设计开题报告 ..................................................... VII 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 ................................ XI 长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 ................................... XII 长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 ............................ XIII 中外文摘要 ............................................ 错误！未定义书签。前言 ................................................................. XVI 绪论 (18) 1.1课题来源 (18) 1.2国内外发展现状、趋势以及面临的挑战 (18) 1.3研究的目的、意义及主要内容 (19) 2硬件设计 (19) 2.1系统总体结构设计 (19) 2.2控制模块的设计 (20) 2.2.1 STC89C51的主要特性 (20) 2.2.2 AT89C51的管脚说明 (21) 2.2.3震荡电路 (23) 2.2.4 复位电路 (23) 2.2.5 单片机的CPU (24) 2.2.6 单片机的中断系统 (26) 2.2.7 单片机最小系统 (29) 2.3 传感器设计 (31) 2.3.1 DHT11的简介 (32) 2.3.2 引脚说明 (32) 2.3.3 电源引脚 (33) 2.3.4 串行接口（单线双向） (33) 2.4 无线模块的设计 (35) 2.4.1 APC220的性能 (35) 2.4.2 无线传输模块APC220的接口说明 (36) 2.4.3 APC220无线模块的工作参数的设置 (37) 2.4.4 APC220无线模块的技术指示 (39) 2.5键盘和显示模块的设计 (39) 2.5.1显示模块设计 (39) 2.5.2键盘模块设计 (40) 2.6执行模块的设计 (42) 2.6.1调节模块 (42) 2.6.2 报警模块 (43) 3.软件设计 (45) 3.1 初始化子程序 (45)
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学 毕业设计（论文） 题目基于PLC的大棚温度自动控制 系统设计 系（院）自动化系 专业电气工程与自动化班级2009级3班 学生姓名雷大锋 学号2009022321 指导教师王晓峰 职称副教授 二〇一三年六月二十日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年月日
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计 摘要 大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。 关键词：大棚，温度控制，PLC
大棚温湿度控制
摘要 随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。 本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。 关键词：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器 1
Abstract With the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs. This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value. Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor 2
农业智能大棚控制溯源系统设计方案
农业智能大棚控制溯源系统设计方案
生态农业智能温室大棚监测、溯源及控制系统 设 计 方 案xxxxxxxx有限公司
目录 背景......................................................................错误!未定义书签。一：客户需求 ......................................................错误!未定义书签。二：系统结构及控制模式 ..................................错误!未定义书签。三：现场数据采集与控制功能...........................错误!未定义书签。四：监测软件数据平台 ......................................错误!未定义书签。五：功能应用 ......................................................错误!未定义书签。六：农产品溯源系统 ..........................................错误!未定义书签。 七、条码仓储管理系统(WMS) ...........................错误!未定义书签。 八、商品盘点 ......................................................错误!未定义书签。
背景 温室智能控制系统是利用环境数据与作物信息，指导用户进行正确的栽培管理。物联网温室环境监测系统可广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域，在需要特殊环境要求的场所实施监控和管理，为实现对生态作物的健康成长和及时调整栽培、管理等措施提供及时的科学的依据，同时实现监管自动化。 近年来，随着温室大棚化种植、工厂化育秧和设施栽培等农业生产技术的广泛应用，快速准确地环境参数的收集和分析就成为现实的需求，利用计算机技术对相应的农业气象参数进行采集，则一方面可及时了解作物生长的环境参数，另一方面也可根据采集的参数控制大棚环境的调节从而为农作物的生长提供适宜的生长环境。由于温室内的湿度、温度等环境条件不适合于普通PC 机工作，故这里选用单片机进行数据采集，而采集的数据可经过串口发射接收设备传送给上位PC 机进行分析处理。 一：客户需求 （1）智能温室大棚控制系统 随着国民经济的迅速发展，现代农业得到了长足的进步，全国各地根据需要普遍建设了日光温室、塑料大棚等为农作物创造出良好的生长环境。温室工程成为高效农业的重要组成。
温室大棚控制系统-设计报告详解
哈尔滨师范大学 物联网感知综合课程设计报告 题目：温室大棚控制系统 年级： 2013级专业：物联网工程姓名：高英亮袁昊慈指导教师：李世明杜军
温室大棚控制系统 高英亮、袁昊慈 摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素，单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策，控制执行器进行自动喷灌，实现了计算机自动控制，按需、按期和按量喷灌。系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成，采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。本系统环保节能、节水、省力，具有很好的实用性和推广性。 1 引言 中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。 目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。
温室大棚温湿度控制系统
蔬菜大棚控制系统设计 在农业生产中，蔬菜大棚的应用越来越广泛，也能为人们创造更高的经济效益。在蔬菜大棚中，最关键的是温度、湿度、二氧化碳浓度、光照、营养液等的控制方法。传统的控制方法完全是人工的，不仅费时费力，而且效率很低。 我的作业设计是蔬菜大棚温湿度控制系统的设计。该系统主要由单片机、温度传感器DSl8B20、湿度传感器是HR202、二氧化碳浓度传感器、光敏传感器、液晶显示LCD1602、键盘等组成。此设计克服了传统农业难以解决的限制因素。因此就必须利用环境监测和控制技术。对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素进行测控。 一、系统总体结构设计及控制系统设计 环境自动化检测系统的硬件设计方案框图如图l 所示。 — 控制系统主要有单片机、数据采集模块、数据转换电路、报警装置、执行机构、主控计算机等组成。其核心是单片机芯片组，作为系统各种参数的处理和控制器。完成各种数据的处理和控制任务。同时将处理后的数据传送给主机。实际应用时可根据被测控参数点的个数和控制的要求来决定单片机的数目。环境因素数据采集模块由温度传感器、湿度传感器、C02浓度传感器、光照度传感器等组成，分别实时采集各测控点的温度、湿度、C02浓度、光照度等环境因素模拟量并转换为电信号。经前置放大后送给A ／D 转换芯片。数据转换电路包括A ／D 转换和D ／A 转换电路。完成模拟量和数字量之间的相互转换。执行机构包括各种被控制的执行设备。在系统的控制下启动调节设备如喷雾机，吹风机，加热器，CO2发生器等进行升温降温、加湿换风、C02浓度调控、光环境调控、土壤环境调控等操作来调节大棚内的环境状态。另外还有光电驱动隔离，其作用是有效地隔离控制部分和执行部分。抑制大电流、大功率负载开启产生的各种电磁辐射和电压冲击等干扰，保证系统可靠稳定地工作。 S T C 8 9 C 5 2 1温度传感器 2湿度传感器 3 CO2浓度传感器 4光照度传感嚣 温度调节装置 湿度调节装置 二氧化碳发生装 光照调节机构 灌溉系统 A D 转换和D A 转换电路。 光电驱动隔离 A D 转换和D A 转换电路 光电驱动隔离
大棚温湿度自动控制系统设计说明
大棚温湿度自动控制系统设计 摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。 关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制 Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control