大棚温室自动控制系统毕业设计(精)

大棚温室自动控制系统毕业设计(精)
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

自动控制系统的各个环节的特性一般是给定的,如机械、气动、电动、液压等设备。在设计自动控制系统时,采用加入““个专门用来校正(补偿系统特性的环节(校正环节,来改变系统特性,使其符合给定的特性要求。实现该环节的装置,称为校正装置或调节器。设计自动控制系统主要招校正装置的设计。由于开习;系统一船达不到控制的要求,因而自动控制系统均采用闭环(反馈控制方法。在采用串联校正时。

自动控制系统的设计步骤

①给出系统所要求的特性(期望特性。

②由控制目的、静态特性等要求来选择系统各元件(如电护、电动机等。

③对该系统进行系统特性分析,并与系统的期望特性进行比较,由比较的结果来求取校正装置的特性。

④检验由此设计出的系统所具有的特性,若不满足,则更新修改校正

装置的特队直至校合要求为d:具体的设计方法有时域法、频率法和根轨迹法。时域法即按前面介绍的方法对系统进行分析,选择适当的校正装2,定性、稳态误差、超调量、过渡时间等的要求。频率法即分析系统的频率特性,选择适当的校正装置以改变其对数频率特性的形状,以满足对系统稳态误差、相位裕量和截止频率的要求。所谓频率特性,是在正弦量输入下,系统的输出稳态分量与输入稳态分量的复数比,邱o(J。表示。只要将传递函数中的‘用加替代,就可得到系统的频率特性。由于酸(JQ是以复致形式表示,故其幅值可表示为称为幅位频率特性。

其相角可表示为按系统的频率特性,可分析系统的稳定性、过渡特性和稳态误差。根轨迹法即分析闭环传递函数的根的轨迹,然后选择适应的校正装置,以满足对系统稳定竹、稳态误差和动态响应等的要求。

由于难以求解高阶特征方程,故在分析特征方程的根与方程中参数的关系时,采用很的轨迹的方法。即按特征方程式的根(它们为复致所必须满足的增益条件和相位条件并列用根轨迹的特性来作出根的轨迹。

第四章可控硅及其工作原理

可控硅为大功率直流元件(SCR,硫氏

4.1可控硅结构

可控硅由P1H1PaN2四层半导体材料制成,可用P1N1P2和NlP2N2两个三极管等效。阳极A、控制极o、阴极K达三个电极,其结构如图3—29所示。除了一班的单向可控桂外,现在还有双向可控桂(YRIAC,它等价于两个单向可控桂并联,可双向导通。

4.2可控硅特性

当照极电位高于阴极电乎,控制极电流18增大到一定值(触发电流时,可控硅由截止转为导通,一旦导通以后,Ig即使为o,可控桂仍保持导通,直至阳极电位小于等于阴极电位为止,即阳极电流小于维持电流时可控桂才由导通变为截止。

4.3单相可控硅整流电路

图3—30是一个最简单的单相半波可控整流电趴在uAx>o且Ig大于触发电流时scR—导通,负载(电热丝

上才有电流流过,输出波形为部分半波交流电

第五章温度传感器

温度传溉器将温度信号变换成电阻或电压信哥,它有多种类型,各种温度传感器变换特性和适用范用也不相同。

5.1铂电阻

铂是一种贵金属,铂在氧化性介质中的物理化学性能稳定,尤其是耐氧化的能力6,此—外它容易提纯、工艺简单,可以制成极细的铂丝或极薄的铂箔,有较高的电阻牢,是一种理想的热电阻材料,铂电阻具有精度高、稳定性好、性能可靠等优点。铂

电阻的温度测量范围在—200℃一十850℃左右,在小于?oo℃时,非线性误差小于o.喇,它的电阻值月和温度f之间的关系可以近似地表示为:

只=A6十B

A,B为常数。A为热敏系数(AR/℃。

铂电阻的阻值比较小,常用的有PLlo和Ptloo,它们在o℃的阻值分别为109和looQ,温医—阻值换算关系如表3—2所示。铂电阻是一种高性能的金属热电阻,相应地价格较责,在被测温度较高精度也要求高的微机温度控制系统中,广泛地用铂电阻作热电阻传感器。然而在精度要求不高测量温度较低的场合可以用另一种金属热电阻一一铜电阻作热传感器。饲电阻可用来测量一50宅一十1io℃的温度,在该范围内铜电阻和温度基本呈线性关系:只。=及。(1十。f,温度系数。!4.2ixlo—

”/e”4.28X10—”/℃。铜电阻的缺点是电阻率小,一定阳值的钢电阻体积比铂电极大,温度超过loo℃时容易氧化。

5.2热敏电阻

热敬电阻是一种半导体热电阻,按半导体电阻随温度变化的典型特性,热敏电阻有三种灸型;负温度系数热敏电阻(NTC、正温度系数热敏电阻(PTC和临界温度电阻器(CTR,

5.3 热电偶

两种不同的导体(或半导体A、B组成闭合回路(见图3—14时,当A、B相接的两个接点温度不同时,则在回路中产生一个热电动势,这种现象称作热电效应。达两种不同导体(或半导体的组合称为热电娟。每根单独的

导体(或半导体称为热电权。两个接点中一端称为工作端(亦称测量端或热端,如t端,另一瑞称为自由淌(亦称冷端如to缩。

5.4 半导体PN结温度传感器

这种传感器是利用半导体二极管的PN结正向压降随温度升高而下降的特性制成的,传输特性为非线性,灵敏度约为一9ny/℃,测量温度范围为“40℃“们50℃,它的价格低,但需使用恒压源馈电。

第六章数摸转换原理

6.1分辨率与量化误差

A/D转换器的分辨率是指转换器所能感受到的模拟输入的最小变化值。通常定义为满刻度电压值与2%之比值。也可以用1L5D对应满量程的百分数来表示,或者用ppm来表示,1%=lo。ppm。例如ADC0809的位数为8位,则该转换器的输出数据可以用2‘个二进制数进行量化。如用百分数来表示,其分辨率为:

1/2“×loo%=1/2‘×loo%=o.39%

又如5G14433双积分A/D转换器,输出是为3位半BCD码的转换器1999,用百分数表示其分辨率为:

1/1999×l oo%=0.05%

实际上,无论是A/D转换器还是D/A转换器,当其位数确定以后,分辨率就已确定,分辨率只是一个设计参数,它不能提供有关精度和线性度的任何信息。依分辨率的高低,A/D转换器可分为三种类型:低分辨串为3—8位、中分辨率为9—12位、高分辨率为13位以上。一般分辨率越高,其价格也就越高。员化误差是由于A/D转换器的分辨率有限所引起的误差,其大小通常规定为土1/2LsB。因此,系统设计者必须选择具有足够分辨串的转换器,才能将这种“数字化的噪声”降低到可接受的值

6.2 梢度

A/D的转换精度是反映实际A/D转换器在量化值上与一个理想A/D转换器的差值,可表示成绝对误差和相对误差。绝对误差的大小由实际模拟量输入值与理论值之差来度量。实际上对应于同一个数宁量输出,其模拟量输入并不是一个固定的值,而是有—个范围。绝对误差包括增益误差、零点误差和非线性误差等。相对误

差是指绝对误差与满到度值之比,一般用百分数(%来表示。对A/D转换器也常用ppm(百万分之一或最小有效位的当量LSB来表尔:1I‘SB=1/2“×满刻度值。

6.3 转投时间和转换速率

A/D转换器完成一次转换所需的时间叫转换时间。而转换速率是转换

时间的倒数。A/D转换器按转换速度可分为三类。

(1低速:以双积分转换方式多见,其转换时间较长,一般要大于40

一50ms。但由于双积分式A/D转换器外接器件少,使用十分方便,而且具有极高的性能价格比,因此在一些非快速的A/D转换通道中仍J‘泛使用,如用于智能仪器仪表等。

(2中速:转换方式多为逐次退近式等。逐次逼近式A/D转换器是目前种类最多、数星最大、应用最广的A/D转换器件。逐次逼近式A/D转换器又有单片集成与混合集成两种集成电路形式,后者的丰要性能指标均高于前者。这类器件的转换时间在1—200冲之间,常用的多在几微秒到几十微秒之间,如ADC0808/D809为100Ps.AD E 74A为25Fs等。它们常用于一般自动控制。

(3高速:转换方式为并行或串并行。转换时间员短的为全并行式A/D转换器.如用双极型或cM(〕s工艺制作的高速全并行式A/D转换器的转换时间为20一

50ns。并行式A/D转换技术在实践L不易实现,所以长期以来并未获得实际使用。随着集成电路技术的发展,一些厂家已开始生产出单片集成化的低分辨车并行式

A/D转换器。由于其组成复杂,价格昂贵,因此目前又出现了‘种串、并行A/D转换方案进行折衷,以简化电路,但

速度有所下降。

在选择A/D转换芯片时,除,L述几点应认真考虑外的要求、A/D的转换路数及电源的种类和功耗等。

6.4接口时注意的问题

一般而言,任何型号的A/D芯片都可以与微机(或单片机连接使用,但对设计者来说、应该掌握所选A/D电路的特点及性能技术指标,对不同的A/D转换器采用不同的接口电路。

在设计单片微机与A/D转换器的接口对,要注意掌握下述几点方法。

(1模拟端输入信号的连接

A/D转换器的模拟量

信号大都为标难信号o一5v或o一1Dv,但有些A/D转换器的输入极性除单极性外,也可以是双极性,用户可通过改变外接线路来改变量程,使用时注意查阅有关

A/D转换器的使用手册。另外,在模拟输入通道中.除了单通道输入外,还有多通道输入方式。在微机系统中,多通道插入可采用两种方法.…是采用单路模拟输入的A/D 芯片,在模拟量输入端加接多路开关;另一种是采用带有多路开关的A/D转换器。

(2输出数字量引脚的连接

A/D转换器数字量输出引脚与单片微机的连接方法与其内部结构有关。对于那些没有的出锁存器的A/D转换器来说,一般要通过锁存器或I/o

接口与单片机相连,常用的接口及锁存器有8155、8255b 8243、74L5273、

74LS373等。当A/D转换器内部含出锁存器时,可直接与单片机相连。有时为了增加控制功能,也采用I/o接口连接。另外,根据位数的不同,A /D转换器与单片机数据总线的连接方法也不同。对于8位的A/D转换器,其数字始出可与8仗单片机数据总线直接相连,或者从某个I/O口(如PI n输入。但对于那些高于8位的A/D转换器,如10位、12位或16位等,其连接就不那么简单了,应该分步读出。在读取数字量时,通常用单片机的控制信号而和地址译码信号来控制由不同的地址信号来分步读取全部数

据。

(3A/D转换器的启动方式

无论选择什么样的A/D转换芯片,当其与微机连接好了之后,都必须由微机在片选信号选中的基础上,发出启动该芯片所需的信号。芯片不同,启动的方式也不同。有的需要电平触发,有的需要脉冲触发。

所谓电平触发就是在A/D转换器的启动引脚上加上一个要求的电平。当电平加上以后,A/D转换立刻开始,而且在转换过程中.必须保持这一

电平,否则将停止转换。在这种启动方式下,CPU控制必须通过寄存器保持一段时间,一般采用D触发器、锁存器或并行I/O接口等来实现。如AD570、AD571、AD572都属电平控制转换电路。脉冲启动转换芯片,只要在启动转换输入引脚加一个启动脉冲即可。如ADC0809\AD574等都属于这一类芯片,一般用W/R及地址译码器的输出了i经过一定的逻辑电路进行控制。

(4判断A/D转换结束及读取数据

CPR发出启动信号后,A/D转换器开始转换,当转换结束时,A/D转换器芯片内含朗转换结束触发器置位,输出一个转换结束标志信号,通知单片机,A/D转换已完成,可以进行读数操作,单片微机判断A/D转换结束否通常有下列四种方法:

1.程序查询方式

将A/D转换器的转换结束信号经子龙门送到CPU的数据总线或I/O接口的某一位上,当单片机发出启动转换信号后,即开始查询A/D转换是否结束,没有结束则继续查询,直到有结束信号时,方可读取转换结果。采用这种方法的程序设计比较简单,且实时性也比较强、是单片机系统中应用较多的一种方法。

2.DDF方式

将A/D转换器的转换结束信号接至单片机的中断请求信号端,单片机发出启动转换信号后,继续执行主程序,当A/D转换结束时,向单片机提出中断申请.单片机响应中断后,在中断服务子程序中读取转换结果。这种方法能使A/D转换器与单片机

并行工作,因而大大节省了CPU的时间,常用于实时性要求比较强或多参数的数据采集系统中。

3.软件延时方式

单片机向A/D发出启动转换信号后,即调用软件延时程序,延时时间的长短取决于A/D转换器完成转换所需要的时间,延时结束后方可读取转换结果。为了确保转换完成,一般将延时时间延长于A/D转换时间。这种方法可靠性比较高.不用增加硬件连线,但要占用CPU的大量时间,多用在CPU处理任务比较少的系统小。

4.等待方式

在A/D转换期间,设法产生一个等待信号,暂停CPU工作,使之处于等待状态。只有当A/D转换结束后,才使CPU继续工作,并读取转换结果。这种方法也不利于

发挥CPU的效率。

A/D转换完成后,如何从A/D转换器读取数据,要根据A/D转换器的结构特点而定。若转换器的片内具有可控的三态门或接口逻辑时,A/D

的数据输出可直接挂到单片机的数据总线上,而无须附加逻辑接口电路,并在转换结束时,利用而信号(只要通过一条指令MOVX A,@DPTE,打开三态门,待数据读

入CPU。对于片内输出寄存器无可控的三态门或接口逻辑的A/D转换器,则必须经I/o通道或输入缓冲电路才能与单片机连接。 (5参考电源的连接

A/D转换器中参考电源的作用是提供其内部D/A转换器的标准电源,它直接关系到A/D转换的精度,因而对该电源的要求比较高,一般要求由稳压电源供电。不同的A/D转换器,参考电源的提供方法也不样。通常8位A/D转换器采用外电源供电,如ADc0809、AD7574等。但对于精度要求比较高的12位A/D转换器,如

AD574A、ADC80等,一般在A/D芯片内部设有精密参考电源,不必另外加电源。

在一些单、双极性均可使用的A/D转换器中,参考电平常常有两个引脚:VRAF+,和VRAF-根据模拟量输入信号的极性不同,这两个参考电源引脚的接法也不同。若

模拟量信号为单极性时,vnspt,端接模拟地,vnzpt、端接参考电源正端;当模拟量信号为双极性时,则vnspt,接参考电源的正端,vnzpt,接参考电源负端。

下面以较为常用的ADC0809为例介绍其接口方法。

A比D809是8位A/D转换芯片,由单一十5V电源供电。片内带有锁存功能的8路模拟多路开关,可以对8路。一5v的模拟输入电压信号分时进行转换,转换时间为100ys左右;片内具有多路开关的地址译码和锁存电路、高阻抗斩波稳定比较器、256R电阻T型网络和网状电子开关以及逐次退近寄存器,采用逐次逼近技术实现A/D转换;其内部无时钟电路,时钟fcm须由外部提供,典型时钟频率为640kH,;输出具有TTL三态锁存缓冲器,可直接与单片机数据总线相连。此外,通过适当的外接电路,ADC0809可以对0--5v的双极性模拟信号进行转换。

由此可见,当这些信号有效时,P2.7应置为低电乎。

ADC0809的时钟信号一般由8031的ALE端取得,如果ALE信号频率过高,应分频后再送人转换器。例如当803l的品振频率选择6MHz时,AL正端的频率约为lMHz,故需采用二分频后才能与0809的C工K端连接,分频器一般用74LS74D触发器实现,因10—7中选用了分频电路。

图10—8为ADC0808/0809的时序图。从时序图可以看出,在启动ADC0808

/0809后,EOC约在10Us后才变为低电乎,编程时要注意这一点。

第七章具体方案设计

7.1实施方案及分析

实现以上功能有三种方案,每一种方案分析如下:

1.方案一:

工作原理:当温度低于设定的温度时,AD590温度传感器输出电流经电流电压变换及放大电路触发可控硅导通,使电炉家温装置工作,当温度回到正常温度范围内

时,AD590输出的电流转换成电压不足以使可控硅电路1导通,电炉加温装置停止加温。湿度检测电路工作原理类似。

2.方案二:

工作原理:KC-100的第一脚为信号输入端,外接温度湿度传感器.当大棚内温度上升到设定温度时,KC-100自动识别使第三脚自动输出高电位,使VT9013导通,驱动电路驱动降温装置风扇开启,达到降温效果。温敏电阻时刻检测棚内温度,当温度恢复到设定温度时,KC-100输出低电位, VT9013截止,通风装置关闭。湿敏电路工作原理类似。

3.方案三:

工作原理: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,由INT0中断口进入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,并将室温送显。当棚内温度在设定范围内时,单片机仅实时显示温度。湿度控制类似。

方案比较与方案选择:

方案一与方案二完全由全硬件实现,能实现对某一恒定温度点温度上下变动的自动控制,但可调温度范围窄。方案三为软硬件综合电路,单片机能实时监控温度、湿度,并能对相应的变化作出适当的控制调整,还能对温度湿度进行显示。

所以我们选择方案三。

7.2单元电路设计

1.单片机和A/D通道电路:

图一

温度传感器检测到的数据经AD0809的27脚送单片机89C51,单片机把采集到的数据与ROM中所设的数据相比较,发出控制指令。当检测到的温度在允许温度范围内时,加温装置,降温装置均不动作。当温度上升或降低

到允许范围外时,单片机相应控制端口输出高电平,驱动控制装置。单片机ROM中设置有报警极限温度,当温度到达极限温度值时,单片机14脚输出使三极管TT1导通,蜂鸣器报警。

2.温度检测电路:

图二

由PN节构成的温度传感器,随温度的变化阻值发生改变。把它接入桥电路,通过桥电路输出压差经741的放大输入AD0809。

风扇、电炉控制电路:

图三

上图是电炉加温原理图。工作原理如下:单片机P1.7口输出,使三极管导通,光耦4N35工作将直流地与市网交流地隔离,可控硅被触发导通电炉回路。加热装置开始工作。风扇降温装置与电炉加温装置原理类似,不同之处在于可控硅被继电器代替。

显示电路:由MAX7219直接驱动LED显示。

整机电路(见附页

3.测试方法

为了模拟温室环境,我们采用200W灯泡加热,12V/0.2A轴流风机降温。将温度计,大功率灯泡,风扇和温度传感器置于密闭的纸箱中,当密闭空间的温度低于设定温度时,电灯亮,模拟加热,当加热到上限温度时,电灯灭,停止模拟加热;当密室温度高于

设定温度范围,风扇开,开始降温,直到设定温度范围内。如果降温过度,系统会自动启动加温装置。

(升温装置一摄氏度需要2S,降温装置降温一摄氏度需20S。

4.讨论

基本功能基本实现,显示电路装入系统后没能实现对温度的实时显示功能。

在前期制作过程中,由于布线没注意高频线与数据线的隔离,造成A/D通道采集的数据受到严重干扰,致使数据不能正确进入单片机ROM.此外,软件方面,在寄存器的分配上存在一些混乱.我们将在以后的电路设计中注意这些问题,提高硬件设计的效率。

第八章工作原理与编程

;* ;* 温度控制程序 w.asm * ;*;* ;说明:测试程序在e6000版本下通过

* ;*********以下为一些伪指令定义

*********;************************; The code meets all ad7416

family timing requirements when executed by an; AT89Cx051 microcontroller with a 6 MHz clock. Code modifications may be; required if a faster clock is substituted.

FADDR DATA 24H

zdata DATA 28H

address DATA 29h

;addr_hi DATA 2Ah ;

;*******Microcontroller connections to aad7416 OR AT24C02 serial bus lines.

SCL EQU P3.4

SDA EQU P3.5

;**************ad7416presodo*********************

WD_H_KEY EQU P1.6

WD_L_KEY EQU P1.7

H_KEY&

nbsp; EQU P3.2

JDQ EQU P1.5

H_DATA DATA 50H ; H_DATA 存放温度报警上限

L_DATA DATA 51H ; L_DATA 存放温度报警上限

W_DATA DATA 52H

M_DATA DATA 53H

S_H_DATA DATA 59H S_L_DATA DATA 5AH ;M_H DATA 6BH ;M_L DATA 6CH

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 000BH

AJMP TIME_T0

ORG 0040H

TIME_T0:push acc

CLR TR0

MOV TH0,#0

MOV TL0,#0

INC 5FH

MOV A,5FH

XRL A,#20

JZ CLEAR0

RET_T0:

SETB TR0

pop acc

RETI

CLEAR0:

mov 5fh,#0

MOV A,W_DATA

MOV BCD_DATA,A LCALL HEX_BCD MOV 69H,R5

MOV 6AH,R6

MOV 6BH,R7

MOV 6EH,#00h

MOV 6DH,#00h

MOV 6CH,#00h

AJMP RET_T0

ORG 0100H***********主程序开始************** MAIN:MOV SP,#70H MOV TMOD,#01H

MOV TH0,#0

MOV TL0,#0

CLR ET0

CLR TR0

MOV 6EH,#00h

MOV 6DH,#00h

MOV 6CH,#00h

MOV 6BH,#00h

MOV 6AH,#00h

MOV 69H,#00h

MOV 5FH,#00h ;5FH存放100MS 单元

MOV H_DATA,#0

MOV L_DATA,#0

MOV S_H_DATA,#0

MOV S_L_DATA,#0

MOV W_DATA,#0

MOV DPTR,#0FB00H

MOV A,#03H

MOVX @DPTR,A

;********read at24c02 from address 00h,01h FADDR SET 90H

MOV FADDR,#0A0H

MOV address,#00h

MOV addr_hi,#00h

MOV a,#00h

LCALL rd_rand

MOV S_H_DATA,A

MOV address,#01h

MOV addr_hi,#00h

MOV a,#00h

LCALL rd_rand

MOV S_L_DATA,A

FADDR SET 91H

SETB EA

SETB ET0

SETB TR0

START_1: LCALL AD7416 MOV H_DATA, R7 MOV L_DATA, R6

MOV R0,L_DATA MOV R1,H_DATA

LCALL DIV25

MOV W_DATA,R4 MOV A,W_DATA

MOV BCD_DATA,A

LCALL HEX_BCD

MOV 69H,R5

MOV 6AH,R6

MOV 6BH,R7

MOV A,S_DATA

LCALL HEX_BCD

MOV 69H,A

MOV 6AH,B

MOV A,M_DATA

LCALL HEX_BCD

MOV 6BH,A

MOV 6CH,B

MOV A,H_DATA LCALL HEX_BCD

MOV 6DH,A

MOV 6EH,B

LCALL DIS

LCALL KEY

MOV FADDR,#0A0H MOV address,#00h

MOV addr_hi,#00h

MOV a,#00h

MOV ZDATA,S_H_DATA LCALL wr_byte

MOV address,#01h

MOV a,#00h

MOV ZDATA,S_L_DATA LCALL wr_byte

LC

PLC温室大棚控制系统设计开题报告

滨州学院 毕业设计(论文)开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计 系(院)自动化系年级2010级 专业电气自动化技术班级4班 学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教 滨州学院教务处 二〇一三年三月 开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计(论文)过程规范管理的重要环节,是培养学生严谨务实工作作风的重要手段,是学生进行毕业设计(论文)的工作方案,是学生进行毕业设计(论文)工作的依据。 2.学生选定毕业设计(论文)题目后,与指导教师进行充分讨论协商,对题意进行较为深入的了解,基本确定工作过程思路,并根据课题要求查阅、收集文献资料,进行毕业实习(社会调查、现场考察、实验室试验等),在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义,应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分,是在广泛查阅国内外有关文献资料后,对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述,并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容,要具体写出在哪些方面开展研究,要突出重点,实事求是,所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前,学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作,应详细说明使用

的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划,应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等,以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写,指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告,经系主任批准后方可进行下

物联网温室大棚智能化系统解决方案

物联网温室大棚智能化系统
解决方案

目录
1、设计原则.............................................................................................................................................. 3 2、设计依据.............................................................................................................................................. 3 3、系统简介.............................................................................................................................................. 4 3、系统架构.............................................................................................................................................. 5 4、系统组成.............................................................................................................................................. 6
结构图................................................................................................................................................ 6 现场的监测设备: ........................................................................................................................ 7 智慧大棚系统结构: .................................................................................................................... 7 智慧农业大棚系统介绍 ................................................................................................................ 8 温度控制系统 ............................................................................................................................ 8 通风控制系统 ............................................................................................................................ 8 光照控制系统 ............................................................................................................................ 9 水分控制系统 ............................................................................................................................ 9 湿度控制系统 .......................................................................................................................... 10 视频监控系统 .......................................................................................................................... 10 控制系统平台: .......................................................................................................................... 10 应用软件平台:.......................................................................................................................... 11 视频监控系统:.......................................................................................................................... 11 农业溯源系统.............................................................................................................................. 12 种植环节: .............................................................................................................................. 12 物流环节: .............................................................................................................................. 12 其他:...................................................................................................................................... 12 室外气象观测站.......................................................................................................................... 13
5、系统特点............................................................................................................................................ 14 预测性:...................................................................................................................................... 14 强大的扩展功能:...................................................................................................................... 14 完善的资料处理功能:.............................................................................................................. 14 远程监控功能:.......................................................................................................................... 14 数据联网功能:.......................................................................................................................... 14
6、项目定位............................................................................................................................................ 14 7、控制逻辑............................................................................................................................................ 16
温度控制...................................................................................................................................... 16 控制要素: .............................................................................................................................. 16 控制设备: .............................................................................................................................. 16 控制方式: .............................................................................................................................. 16
降温控制过程:.......................................................................................................................... 16 在软件中可以设定温度默认正常的上下限的值 .................................................................. 16 温度超过设定上限时 .............................................................................................................. 16
增温控制过程:.......................................................................................................................... 16 空气湿度控制.............................................................................................................................. 16
控制要素: .............................................................................................................................. 16 控制设备: .............................................................................................................................. 17 控制方式: .............................................................................................................................. 17 增湿控制过程:.......................................................................................................................... 17 在软件可设定湿度默认正常的上下限的值; ...................................................................... 17 湿度低于设定下限时: .......................................................................................................... 17 除湿控制过程:.......................................................................................................................... 17

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。

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

智能温室大棚系统需求分析说明书

智能温室大棚系统软件需求分析说明书 小组成员:物联网12001 梁树强 物联网12001 于吉满 物联网12001 卜浩圻

目录 1.软件介绍3 2. 软件面向的用户群体 (3) 3. 软件应当遵循的规或规 (3) 4.软件围3 5. 软件中的角色3 6.软件的功能性需求4 6.0功能性需求分析4 6.0.1经管员功能性需求分类4 6.0.2用户功能性需求分类4 6.1 系统经管员功能细化5 6.2 用户功能细化6 7.系统功能模块用例图10 7.1系统经管员功能模块用例图10 7.2用户功能模块用例图11 8.软件的非功能性需求13 8.1 用户界面需求13 8.2 软硬件环境需求13 8.3 软件质量需求13 9.参考文献13

1.软件介绍 (1)该软件是智能温室大棚系统 (2)软件开发背景:随着社会和经济的发展,人们对物质生活的需求越来越高。中国人口众多,人均耕地面积很少,如何提高农作物产量,实行耕地面积利用率的最大化十分重要。为了提高单位面积上农作物的产量,国外纷纷提出了自己的智能温室大棚系统设计方案。所谓的智能温室大棚系统设计就是通过现代科学技术手段,调节农作物生长所需的各种环境条件,主要有光照、温度、土壤湿度、二氧化碳浓度这4个环境参数,从而使农作物处于最佳的生长环境中,进而最大幅度地提高农作物的产量。而开发此系统正是利用现代科技,来科学有序的发展农业,让人们从繁重的体力劳动中解放出来,体验到科技带来的快乐。 2.软件面向的用户群体 适应群体:以农作物为主要经济来源的企业或者个体劳动者,特别适合拥有多个温室大棚用来种植作物的用户。 该系统的开发,最大的好处是更加科学的经管温室大棚,细致化的从温度,湿度,二氧化碳浓度等可靠数据来分析和制定作物的更加适宜的环境。智能化的使用方法让用户对温室大棚的经管更加省时,省力,使使用者最终获得更大的收益。 3.软件应当遵循的规或规 1.数据库要求规完整,有系统崩溃手动恢复的功能 2.要求该软件的可扩展性好。 3.要求该软件整体的安全性强 4.要求该软件采集的数据准确性要高。 5.要求该软件组建的无线传感网稳定,安全性高。 4.软件围 本系统用C/S架构,安全性能和维护性高,并且用java语言对此系统进行的开发,移植性好。适合用户在不同的平台运行,灵活可靠,更加符合在温室大棚不同的设备硬件上进行移植。 5.软件中的角色 5.1经管员

新型温室大棚自动卷帘机的设计毕业设计(论文)

图书分类号: 密级: 毕业设计(论文) 新型温室大棚自动卷帘机的设计THE DESIGN OF NEW GREENHOUSE TRELLIS AUTOMATIC SHUTTER MACHINE

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。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注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名:日期:年月日 学位论文版权协议书 本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,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。 论文作者签名:导师签名: 日期:年月日日期:年月日

摘要 自动卷帘机分为机械部分和控制部分,机械部分是电动机通过减速器带动卷轴按照预定在大棚上面的轨道滚动,这样就可以实现草帘子的卷放。控制部分是单片机通过温度传感器,光照传感器和GSM模块的信号通过控制继电器开关来控制电动机。这就是自动卷帘机,整个系统的电路结构简单,可靠性能高。管理人员可以根据需要随时随地通过发送手机短信来控制草帘子的收放 本设计大大减轻了人工的劳动强度,提高了新型温室大棚的经济效益。应该可以得到广泛的运用。 关键词自动卷帘机;短信;单片机控制

温室大棚温湿度测控系统设计毕业设计论文

温室大棚温湿度测控系统设计 [摘要]随着计算机应用技术的发展,用计算机控制的方面也涉及到各个领域,其中在塑料大棚内用单片机控制温度、湿度是应用于实践的主要方面之一。这对于农作物的生长发育有非常大的促进作用,它可以避免因为外面气候的剧烈变化对农作物造成的伤害,而使农作物能够在一个最适合它的温度、湿度的环境中生长发育,从而可以促进作物健康生长,抑制微生物的危害,提高产量,增加经济效益。本设计由AT89S52单片机,温度检测电路,湿度检测电路,控制系统,报警电路,采用LCD12864作为显示电路组成;温度检测和湿度检测采用DHT90温湿度传感器采集信息,将其采集到的数字信号传入AT89S52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和湿度的显示功能,对大棚内环境温度和湿度的预设功能。 [关键词]温度检测、湿度检测、控制系统、报警系统

Design in Greenhouse Temperature and Humidity Monitoring System XX Tutor: xxx Abstract: With the development of computer application technology, the computer-controlled areas are also involved, including the plastic canopy temperature using SCM and humidity is one of the main aspects used in practice. This crop growth and development of a very large role in promoting, it could avoid severe climate change outside the damage to crops, Er Shi crops it can be one of the most suitable temperature and humidity of the environment, growth and development, which can promote healthy crop growth, inhibition of microbial hazards, increase productivity, increase economic benefits. The design by the AT89S52 microcontroller, temperature detection circuit, humidity detection circuit, control system, alarm circuit, as shown by LCD12864 circuit; temperature measurement and humidity detected by DHT90 temperature and humidity sensors to collect information, its collection to the digital signal incoming A T89S52 SCM, SCM by comparing the input temperature and set temperature to control fan or electric drive circuit, when the studio, the set temperature range, the microcontroller does not send fan or electric action, realized in the canopy and the plant growth and soil and air temperature humidity detection, monitoring, and can exceed the normal temperature and humidity range of state of real-time processing, so a good greenhouse environment control. The design also features display of temperature and humidity, ambient temperature and humidity of the shed by default. Key words: temperature testing, humidity testing, control system, alarm system.

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

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

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。

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

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