基于RS485总线的温室大棚集散控制系统的研究与设计

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基于RS-485总线的分布式温室环境温湿度监测系统设计

基于RS-485总线的分布式温室环境温湿度监测系统设计

中 图分 类 号 :T 3 8 1 T 2 2 P 6. ; P ]
文 献标 识码 : A
文 章编 号 :17 6 3—10 (00 0 0 3 0 6 3 2 1 )3— 2 8— 3
温室 内作 物 的环 境 因 子包 括 温 度 、 度 、 体 条 湿 气 件、 土壤营养 条件和光 照条件 等 , 中温度是影 响作物 其 生长 发育最重要 的环 境 因子 之 一 , 它影 响着 作 物体 内 的一切 生理 变 化 ¨ . 此 , 温 室环 境 参 数 的准 确 测 J因 对
第3 期
梁春 英 , : 于 R -8 等 基 S4 5总线 的分 布式 温 室环 境 温湿度监 测 系统设 计 间机 工作 的相对 连续 性. 中间控 制机结 构见 图 3 .
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± . (5 o ; 04 2 C) 湿度 范围为 0~10 R 精 度 为 ±30 0 % H, .%
J1 2 1 u. 0 0
基 于 R 4 5总 线 的 分 布 式 温 室 环 境 S一 8 温 湿 度 监 测 系统 设 计
梁春英 孙裔鑫 王 , ,
( 黑龙江八 一农垦大 学


a 息技术 学院 ; .工程 学院 , 龙江 大庆 1 3 1 ) .信 b 黑 6 3 9
要: 设计 了基 于 R -8 S4 5总 线技 术的 温 室温 湿 度 参 数监 测 系统 , 用 数 字 温 湿 度 传 感 器 DB 5 集 温湿 度 , 采 10采 通过 扩
限报警 , 下位机 与 中间控 制 机 之 间通 过 串行 口以 R 一 S 4 5总线方 式 连接 . 8 上位 机 由 P C机 担任 , 要 承担 数 主 据的读取 、 警 阈值 的设 定 , 现 对 各 温 室 的 统一 管 报 实

毕业设计论文基于RS485的远程采集与控制系统的设计.doc

毕业设计论文基于RS485的远程采集与控制系统的设计.doc

南华大学毕业设计(论文)题目基于RS485的远程采集与控制器设计专业名称通信工程毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

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本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评阅书评阅教师评阅书教研室(或答辩小组)及教学系意见基于RS485通信的远程采集与控制器设计摘要:在一些环境条件恶劣、异常危险的环境中,如深井、对人体危害极大强辐射空间、人体活动不便的空间,要做到现场数据综合分析并做出现场决策,几乎是不可能做到的。

农业温室大棚环境调控与管理系统设计

农业温室大棚环境调控与管理系统设计

1 引言随着控制技术、Internet 和移动通信技术的飞速发展,农业生产的自动化、信息化水平不断提高,“可控环境农业”的研究已经越来越为人们所重视。

如何方便有效地对温室环境进行监测和控制,如何提高农业生产的信息化水平是目前可控环境农业研究的重点。

本章简要说明了课题的研究背景和现实意义,并综述了温室环境监控技术的研究现状和发展趋势,在此基础上提出了本文的研究内容。

1.1 远程温室监测系统的应用现状及发展前景自20世纪80年代以来,我国工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上,进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究,希望通过改变植物生长的自然环境、创造适合植物最佳的生长条件、避免外界恶劣的气候,达到调节产期、促进生长发育、防治病虫害等目的。

由此而引发的各种温室测控技术的实际应用与研究也取得了长足发展。

发达国家已经向高层次的自动化、智能化方向发展,形成了现代化水平高,比较完善的技术体系[1]。

我国温室测控技术应用研究虽然也取得了一定的进展,但是与发达国家相比依旧存在较大差距。

随着世界设施农业栽培技术发展迅速,温室面积和产量大幅增加,对各种温室测控技术以及与之紧密相关的通信技术的研究,已经引起该领域内的专家学者的广泛关注。

1.2 国内外温室测控技术1.2.1 国外温室测控技术研究状况发达国家如荷兰、美国、英国等都大力发展集约化的温室产业,温室内温度、湿度、光照、CO2浓度、水、气、营养液等实现计算机调控。

荷兰在1974年首次研制出计算机控制系统CECS。

l978 年日本东京大学的学者研制出微型计算机温室综合环境控制系统。

目前,日本、荷兰、美国等发达国家可以根据温室作物的特点和要求,对温室内的诸多环境因子进行环境控制。

在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺相当发达,塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列。

蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施栽培生产。

温室大棚控制系统设计毕业设计

温室大棚控制系统设计毕业设计

温室大棚控制系统设计摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻,以及四位八段数码管等元器件,设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。

该系统运行可靠,成本低。

系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。

促进了农作物的生长,从而提高温室大棚的产量,带来很好的经济效益和社会效益。

关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测目录第1章绪论§1.1选题背景§1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计§2.1系统硬件电路构成系统整体框图§2.1.2系统整体电路图§2.1.3系统工作原理§2.2温度传感器的选择§2.2.1 DS18B20简介§2.2.2 DS18B20的性能特点§2.2.3 DS18B20的管脚排列§2.2.4 DS18B20的内部结构§2.2.5 DS18B20的控制方法§2.2.6 DS18B20的测温原理§2.2.7 DS18B20的时序§2.2.8 DS18B20使用中的注意事项§2.3单片机的选择§2.3.1单片机概述§2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能§2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图§2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明§2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计§2.4.1串行通信的分类§2.4.2串行通信的制式§2.4.3串行通信的总线接口标准§2.4.4 RS-485的硬件设计§2.5小结第3章系统软件的设计§3.1系统主程序§3.2系统部分子程序§3.2.1 DS18B20初始化子程序§3.2.2 DS18B20读子程序§3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序§3.2.5 DS18B20温度转换子程序§3.3 DS18B20的流程图第4章总结参考文献致谢附录第一章绪论1.1选题背景在人类的生活环境中,温湿度扮演着极其重要的角色。

温室大棚自动控制系统的设计

温室大棚自动控制系统的设计

温室大棚自动控制系统的设计摘要:阐述了一个温室大棚自动控制系统,该系统运行可靠,成本低。

系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据上述参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。

关键词: 温室;自动控制;自动检测1引言当前农业温室大棚大多是中、小规模,要在大棚内引入自动化控制系统,改变全部人工管理的方式,就要考虑系统的成本,因此,针对这种状况,结合郊区农户的需要,设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。

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485接口进行通讯,实现温室大棚自动化控制。

2系统硬件结构2.1系统组成整个系统采用模块化设计,硬件结构由传感器和单片机、控制装置组成,传感器将物理参量转换为电压并完成信号的调理,再送入模数转换器ADC0809,由下位单片机AT89S51读取,单片机将数据通过485总线送给上位机,上位机设有显示功能,根据预先设置的参数决定要采取的措施,并将信息传给下位机,由下位机控制通风和喷灌装置,也可以通过键盘强制控制。

2.2测量功能及实现由于待测参量的信号调理电路稍繁,在此只作简要说明。

2.2.1空气温度测量。

温度传感器的种类多,选择余地大。

本系统采用AD590,通过运算放大器OP07调理后,送入模数转换器ADC0809,设置为第1路信号。

调整后可在-20~50 ℃范围内工作,可精确到0.50 ℃,可满足应用要求。

2.2.2空气湿度测量。

采用陶瓷湿度传感器H104检测大棚内空气湿度,调理后,送入模数转换器ADC0809,设置为第2路信号。

由于H104有0.70%RH的温度系数,在信号调理电路中进行了温度补偿,在35%~85%RH范围内可精确到2%RH。

2.2.3土壤湿度。

土壤水分传感器采用不锈钢管和一段钢丝制成,长30cm,不锈钢管和钢丝之间留1cm的距离并保持平行放置,将二者用绝缘材料固定。

通过测量不锈钢管和钢丝之间的电阻来测量土壤水分,采用电阻桥和运算放大器OP07调到0~5V的范围,在经过模数转换器送入单片机。

基于MAX485远距离通信的智能温室大棚

基于MAX485远距离通信的智能温室大棚

基于MAX485远距离通信的智能温室大棚发布时间:2021-10-28T02:51:55.527Z 来源:《中国电气工程学报》2021年6期作者:王正一李凌霄孟令坤安国龙[导读] 本文所研究的智能温室大棚控制系统由MAX485远距离通信模块控制,借助无线网络,利用安卓平台、C语言开王正一李凌霄孟令坤安国龙北华航天工业学院,河北廊坊,065000摘要:本文所研究的智能温室大棚控制系统由MAX485远距离通信模块控制,借助无线网络,利用安卓平台、C语言开发的智能终端,向智能温室大棚的控制端口发送和接收控制信号;同时还可以通过手机短信,通过不同的短信内容,实现智能温室大棚的交互,具有良好的用户体验,用户可以在有网和无网的双模式下进行控制,极大的提高了地区适应性。

关键词:智能温室大棚;远距离通信;STM32单片机0.引言随着未来生活的发展趋势,物联网也在迅速发展,智能温室大棚作为农业的科技进步也在蓬勃发展,而基于远程控制的智能温室大棚可有效提高植物的管理。

但目前市场上的智能温室大棚还存在着可靠性不高,稳定性不强,经济性差,成果转换率低,实用性差等问题,比如在网络较弱的地点无法获取植物生长环境信息,这对于用户来说极不方便。

因此,本文就智能温室大棚的控制单一性进行了改进,设计出一套完整的智能温室大棚系统。

1系统总体设计方案本系统以ARM处理器为核心,基于MAX485远距离通信技术,433无线通信技术,SIM900A模块,以及土壤温湿度传感器,空气温湿度传感器,光照传感器等,完成智能温室大棚的设计,实现对植物的自动灌溉,同时通过主机将各个传感器采集上来的数据在上位机上显示,实现实时监测与控制。

1.1系统的功能智能灌溉系统功能:(1)使用STM32核心控制单元,实现对智能温室大棚系统的控制。

(2)基于MAX485和GSM模块的通信技术,实现移动终端与智能温室大棚系统网关的数据通信功能。

(3)以本系统中开发的上位机作为智能温室大棚的客户端,实现对智能温室大棚系统的远程控制。

基于RS485总线的工业自动化控制系统设计与实现

基于RS485总线的工业自动化控制系统设计与实现

基于RS485总线的工业自动化控制系统设计与实现随着工业自动化的不断发展,工业控制系统也迎来了一个新的时代。

基于RS485总线的工业自动化控制系统设计与实现,为控制系统提供了一种更加高效、可靠和安全的架构方式。

一、基于RS485总线的工业自动化控制系统基于RS485总线的工业自动化控制系统,是一种以RS485总线技术为核心的控制系统架构。

它将各种控制器、传感器、执行器等设备连接在同一总线上,实现了设备之间的高速数据通信。

RS485总线通过差分信号传输技术,可以在抗干扰性、信号传输距离、数据传输速率等方面都有极大优势。

在工业控制系统中,RS485总线的应用已经非常广泛,因为它可以在长距离传输大量数据时提供高速稳定的数据传输服务。

基于RS485总线的工业自动化控制系统还可以支持多种协议,例如Modbus,CANopen,Profibus等。

这些协议为系统提供了标准化、灵活化的接口,为不同厂家的设备之间的互联打通了技术瓶颈。

二、基于RS485总线的工业自动化控制系统的优势(i) 性能优越基于RS485总线的工业自动化控制系统,可以实现高速数据传输和灵活性能的特点。

它支持多种协议,可以与不同设备之间的互联实现零障碍,同时它的稳定性也具有很高的信誉度,可以在工业环境内长期稳定运行。

(ii) 可靠性基于RS485总线的工业自动化控制系统,可以实现低误码率、低噪声、多层物理和劫持保护等特点,减少由于数据传输误差引起控制系统失效的可能性。

这是保障工业自动化控制系统全天候运行的关键要素之一。

(iii) 安全性基于RS485总线的工业自动化控制系统,可以通过特定身份识别和数据加密技术,确保系统安全性。

它具备密码保护机制,可以抵御黑客攻击,确保敏感数据不会被非法截取走。

(iv) 维护性基于RS485总线的工业自动化控制系统,可以实现远程故障诊断和维护,减少运行成本。

它的模块式结构,简化了硬件故障的排除工作,提高了系统的可维护性。

基于RS485的PLC集散控制系统的通信设计

基于RS485的PLC集散控制系统的通信设计

第16卷 第4期V o l 16 No 4北京印刷学院学报Journal o f Beijing I nstit ute o f Gra phic Communicat ion 2008年8月A ug 2008收稿日期:2008 04 10基于RS485的PLC 集散控制系统的通信设计刘晓清,杨 梅(北京印刷学院信息与机电工程学院,北京102600)摘 要:介绍了以三菱F X 2N 系列可编程控制器(P LC)为从站,以工控机(I PC)为主站的R S485集散控制系统的组成。

通过分析FX 2N P LC 支持的计算机链接通信协议,阐述了上位机实现系统操作台的程序流程图,并给出与下位机在Delphi 的通信程序代码,实现了一台IP C 对多台PL C 的监控。

关键词:RS485接口标准;P LC;集散控制系统;Delphi 中图分类号:T P 273文献标识码:A文章编号:1004 8626(2008)04 0052 04Communication Design of PLC s DistributedControl S ystem Based on RS485L IU Xiao qing ,Y A NG M ei(Beijing Ins titute of Graphic Comm unication,Beijing 102600,China)Abstract:T aking the F X 2N family of PL C as the sub station and IPC as the master stat ion,this paper describes the o r g anization o f D istributed Contro l System throug h RS485in ter face standard.A nalyzing co mputer link co mmunication pro toco l suppor ted by FX 2N family of PL C,the paper dis cusses the f low char t o f sy stem operat ion inter face and sup plies the Delphi co de o f communicatio n betw een IPC and P LCs.T he sy stem appro ves one IPC can mo nitor sev eral P LCs.Key words:RS485inter face standar d;Pr og rammable L og icContro ller;D istributed Contr ol System;DelphiPLC(Pr ogramm able Logic Controller )于20世纪60年代初在美国汽车制造业问世,70年代到80年代随着硬件成本的降低和编程指令的大众化而不断走向成熟。

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第3 3 卷第 9 期
2 0 1 3 年 9 月
西







Vo 1 . 3 3 No . 9
S ep .2 01 3
J o u r n a l o f Xi ’ a n Te c h n o l o g i c a l Un i v e r s i t y
设计 方 式. D C S结 构 具 有 两个 特 点 : ① 高 可 靠 性. 由于 D C S将 系统控 制功 能分散 在各 台下位 机 上实
现, 系统结构 采 用容 错 设计 , 因此 某一 台下 位 机 出 现 的故 障不 会导 致 系统 其他 功能 的丧 失. 此外, 由
控 制措 施就 显现 出很大 的局 限性 , 很难适 应现 代精 准 高效农 业 生产 的 目标要 求 . 因此 , 将农 业技 术 、 智
能传 感 器技术 、 智 能通讯 控 制技术 及计 算机 虚拟 现
* 收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 5 — 1 7
作者简介 : 魏
亭( 1 9 7 5 一 ) , 男, 西安工业大学 讲师, 主要研究方向为智能检测与控制 、 计算机网络. E — ma i l : x a t u wt @1 6 3 . C O F I  ̄
其 内部 悬挂 温度 计 和 湿 度计 , 通过 读 取 实 际 温 、 湿
度值 和植 物需要 的温 度 与 湿 度进 行 比较 , 根据温、 湿偏 差进 行相应 的通风或 者洒水 . 这 些操作 都是 在 人工 情况 下进 行 , 有 很大 的 随意性 , 控制精 确度 差.
式设 计 , 它综合 了计 算 机 , 通信 、 显示和控制等 4 C
关 键词 : 温 室大棚 ; 集散 控 制 系统 ; R S 4 8 5 ; 上位 机 ; 下位机 中图号 : TP 2 7 3 文献标 志码 : A
温 室大棚 就是 创 造 一个 模 拟 的适 合植 物 生 长 的人 工 气象环 境 , 从 而消 除温 度 、 湿度、 土 壤水 分等 对植 物 生长 的约束 . 温室 大棚 的功 能主要 是 克服环 境 对生 物生 长 的限制 , 使 不 同的农 作物 在不适 合生 长 的季 节 中能够 正常产 出 , 使 得恶 劣季节 气候 对农 作 物 的生长不 再 产生过 度影 响 , 使 得农作 物部 分或 完 全摆 脱对 自然 气候条 件 的依赖 . 由于温室 大棚能

要: 为 实现 温室 大棚 运 行 中主要 参 数 如 温度 、 湿度 、 C O2浓度 、 土壤 水 分 以及 光 照 强度
等 实时监 测与调 控 , 研 究与 设计 了一种 基 于 RS 4 8 5总 线 的 两级 集散 式 自动 控 制 结 构. 文 中首 先讨 论 了温 室大棚 集散 控 制模 型各 个组成部 分 与 RS 4 8 5通讯 总线接 口的特 点 , 进 而详 细地设 计 出基 于单 片机 为核 心 的下位机 模 块硬件 结构及 其 P I D 调 节算 法 , 最后 论述 了上位 机软 件 系 统 的模块 结构 与组 成. 企 业 实施 应 用表 明 , 本 系统 较 传 统人 工温 室大棚 控 制 具 有操 作 简单 方 便、 智 能化程度 高、 劳动 强度低 、 等优 点 , 极 大地提 高 了农 产品 的产量 与质 量.
带来可 观 的经济 效益 , 温室 大棚技 术在 农业 领域应 用越来 越普 及 , 并 且 已经成 为世界 各 国农 民增 收的
主要 手段 .
实 技术 充分 的结合 起来 , 研究 温室 大棚集 散控 制系 统 具有 非常重 要 的经济 意义 与现 实意义 .
1 温室大棚集散控制模型设计
文 中主要 研 究 与设 计 温 室大 棚 两 级集 散式 控 制结构 , 即系 统 核 心 部 分 由一 台 工 业 控 制 计 算 机
( 又称 上位 机) 、 多个智 能下位 控 制器 ( 又称下 位机 )
组成 . 其 中上位 机与 多个下 位调 节器是 通过 RS 4 8 5
总线 形成 的一个 功能 强大 的异步 通信 网络 .
第 9期

亭, 等: 基于 R S 4 8 5总线的温室大棚集散控制 系统 的研究与设计
7 0 7
于系 统 中各 台下位 机所 承担 的任 务 比较单 一 , 可 以 针对 需要 实现 的功 能采 用 具 有 特 定 结 构 和 软 件 的 专 用 控制 器 , 从 而使 系 统 中每 台下位 机 的可靠 性也
1 . 1 D C S理论基 础
传 统 的温 室大 棚 控制 基 本靠 人件宏观 上采 用 基 于 R S 4 8 5总线 的集 散控 制 系统 ( Di s t r i b u t e d C o n t r o l S y s t e m, I X; S ) 形
文章编 号 : 1 6 7 3 — 9 9 6 5 ( 2 0 1 3 ) 0 9 — 7 0 6 — 0 6
基 于 RS 4 8 5总线 的温 室 大棚 集散 控 制 系统 的研 究 与设 计
魏 亭 ,杨 盛泉 ,刘 白林
( 西安工业 大学 计 算机科学 与工程学 院, 西安 7 1 0 0 2 1 )
技术, 其基本思想是分散控制 、 集 中操作、 分 级 管 理、 配 置灵活 以及 组态方 便 _ 1 J .
随着现 代农业 产业 规模 的不 断提高 , 农产 品在 大棚
中培育 生长 的品种 越来越 多 , 传 统 的人工 温度 湿度
D C S采用 开放式 、 标准化、 模 块 化 和 系 列化 的
得 到 提高 ; ② 开放 性 . 系统 中各 台下 位 机 采 用外 部
加热 装 置 为 大 棚 加 温 , 当( Te mp P V- Te mp S V) > Te mp D B D o wn ( 温差 允许 下 限 ) 时启 动 湿 帘冷 风 机
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