简单实用的温室大棚多功能测控仪的设计
智能温室大棚监测系统解决方案设计
智能温室大棚监测系统解决方案设计一、设计背景温室大棚是一种具备自动控制温度、湿度、光照等环境参数的农业生产设施，能够提供稳定的生长环境，优化农作物的生长条件，提高农作物产量和质量。
为了实现自动监测和控制，提高温室大棚的生产效益和资源利用效率，智能温室大棚监测系统应运而生。
二、系统目标1.实时监测温室大棚的环境参数，包括温度、湿度、光照等；2.自动控制温室大棚的温度、湿度、光照等环境参数，以维持最佳的生长条件；3.提供远程监测和控制功能，方便用户随时随地查看和操作；4.数据存储和分析，为用户提供决策依据和生产指导。
三、系统组成1.传感器网络：布置在温室大棚内部的各个位置，用于感知温度、湿度、光照等环境参数；2.控制器：通过与传感器网络连接，获取环境参数数据，并控制灯光、风机、喷灌等设备，实现环境参数的调控；3.数据中心：负责接收和存储传感器数据，并进行分析和处理，生成报告和统计分析结果；4.用户界面：提供给用户查看温室大棚的当前状态和历史数据，并进行控制操作的界面；5.通信模块：实现传感器数据的传输和远程控制命令的下发。
四、系统工作流程1.传感器网络感知温室大棚内的环境参数，将数据通过通信模块传输给数据中心；2.数据中心接收数据并存储，进行数据分析和处理，生成报告和统计分析结果；3.用户可以通过用户界面查看温室大棚的当前状态和历史数据；4.用户可以通过用户界面进行控制操作，下发控制命令到控制器；5.控制器接收控制命令，控制相应的设备，调节温室大棚的环境参数。
五、系统特点与优势1.实时性：通过传感器网络和通信模块的配合，实现对温室大棚环境参数的实时监测和控制；2.自动化：传感器数据的自动处理和控制器的自动调节，降低了人工的参与度，提高了生产效率；3.远程监测和控制：用户可以通过互联网远程查看和操作温室大棚，方便灵活；4.数据分析和决策支持：数据中心对传感器数据进行分析和处理，生成报告和统计分析结果，为用户提供决策支持和生产指导。
一种温室大棚检测系统的设计
一种温室大棚检测系统的设计温室大棚检测系统是一种基于物联网技术的智能化管理系统，通过收集大棚内各个环境参数的数据，并利用传感器对光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等关键指标进行实时监测，实现对大棚内环境的精准控制和优化管理，提高农作物的生长效率和产量。
该系统的设计需要考虑以下方面：1. 传感器选择与布局为了实现对大棚内各个环境参数的监测，需要选择适合的传感器，并合理布局。
可以使用光照传感器、温湿度传感器、二氧化碳传感器等。
光照传感器用于监测光照强度，温湿度传感器用于监测大棚内的温度和湿度，二氧化碳传感器用于监测二氧化碳浓度。
传感器的布局要考虑到不同地点的环境变化和农作物的需求。
2. 数据采集和存储系统需要采集传感器所得到的数据，并将其存储在数据库中，以便后期的数据分析和决策支持。
数据采集可以通过无线通信方式实现，如使用无线传感器网络（WSN）或无线局域网（WLAN）进行数据传输。
数据存储可以选择使用关系型数据库或者时间序列数据库，以便于数据的查询和分析。
3. 实时监测与警报系统需要实时监测大棚内环境的参数，并及时发出警报，以便农场管理人员能够及时采取相应的措施。
当温度过高或过低时，系统可以发送警报通知农场管理人员进行调控，保持合适的温度。
也可以设置预警系统，当环境参数超过一定阈值时，系统会发出警报提醒农场工作人员。
4. 远程控制和管理系统应该支持远程控制和管理，使农场管理人员能够通过手机或电脑远程监控大棚内的环境参数，并进行相应的调控。
远程控制可以通过手机App或者Web页面来实现，农场管理人员可以随时随地进行管理和控制，提高管理效率。
5. 数据分析和报表生成系统应具备数据分析的能力，可以对采集到的数据进行分析和挖掘，提供农作物生长的趋势和产量预测等信息。
系统还可以生成报表，提供大棚内各项环境参数的历史数据和趋势图表，帮助农场管理人员更好地了解和分析大棚的运营情况。
一种温室大棚检测系统的设计需要结合物联网技术和传感器技术，实现对大棚内环境的实时监测和精准控制，提高农作物的生长效率和产量。
一种温室大棚检测系统的设计
一种温室大棚检测系统的设计【摘要】本文介绍了一种温室大棚检测系统的设计，包括系统架构设计、传感器选择与布局、数据采集与传输、数据处理与分析以及报警系统设计等方面。
该系统可以实时监测温室内的温度、湿度、光照等环境参数，帮助农户科学管理温室种植环境，提高农作物的产量和品质。
本文还分析了该系统的优势，如实时监测、智能报警等，并展望了未来该技术在农业生产中的应用前景。
通过该系统的应用，可以提高温室种植的效率，减少资源的浪费，为农业生产带来新的机遇和挑战。
【关键词】温室大棚检测系统、系统架构设计、传感器选择与布局、数据采集与传输、数据处理与分析、报警系统设计、系统优势、未来展望、研究背景、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景温室大棚是一种栽培植物的重要设施，可以提供良好的生长环境，从而增加产量和改善品质。
传统的大棚管理方式存在一些问题，如无法实时监测环境条件、缺乏数据分析和预警功能等。
为此，设计一种高效的温室大棚检测系统变得尤为重要。
随着物联网技术和传感器技术的快速发展，温室大棚检测系统的设计已经成为可能。
通过引入各种传感器监测温度、湿度、光照等环境参数，并将数据实时传输到中央处理系统进行分析，可以实现对温室环境的精细化管理。
这不仅有助于提高植物的生长效率，还能节约能源、减少浪费。
本文旨在设计一种先进的温室大棚检测系统，以解决传统大棚管理方式存在的问题，提高管理效率和生产质量。
通过系统性的研究和实践，将为温室大棚管理带来新的可能性和发展机遇。
1.2 研究意义设计一种高效可靠的温室大棚检测系统具有重要意义。
这样的系统能够实时监测温室环境参数，并通过数据分析给出合理的种植建议，帮助农民科学管理温室大棚，提高农作物产量和质量。
这种系统还能够提前预警可能出现的病虫害，减少农药的使用，保护生态环境。
温室大棚检测系统的设计具有重要的现实意义和社会意义，有助于推动农业现代化进程，提高农业生产效率，保障粮食安全，促进可持续发展。
智能温室大棚监测控制系统开发设计
智能温室大棚监测控制系统开发设计1、开发背景近年来，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，而采集的数据可通过串口发射接收设备传送给上位PC 机进行分析处理。
2、系统介绍农业大棚环境远程监控系统由前端部分来完成对环境监测因子的含量的监测与汇总、转换、传输等工作，监测因子包括温度、湿度、光照、烟雾、有无人员进入等环境参数，这些监测因子由数据采集终端使用不同的方法进行测量获得一个非常准确的测量数据，此结果通过数据处理转换后经由串口向在线监测数据平台传输数据，在线监测数据传输平台来实现数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析并提供实时数据查询等任务，当温湿度超过设定值的时候，自动开启或者关闭指定设备。
整个系统可达到:安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的蔬菜大棚环境信息展现在管理人员的面前。
农业大棚环境远程监控系统由两大部分：控制中心、大棚监控点(信息采集一号，信息采集二号，信息采集三号)。
结构说明该智能监控系统是由PC机作为总监控室的控制机，由IAP15F61S2和STC90C51单片机分别负责收集数据信息，它们之间通过串口进行通讯。
与单片机相连的包括:12864液晶显示模块、温度传感器DS18B20、湿度传感器HS1101、光敏传感器、人体红外感应传感器、烟雾传感器MQ-2、PCF8591A/D 转换器等。
3、功能与使用说明(1)农业大棚智能监控系统上装有液晶屏，可在线实时采集和记录监测点位的温度、湿度、烟雾、光照等各项环境参数情况。
当该系统接通电源时，液晶屏上会显示三个大棚内的各项环境参数。
大棚蔬菜温度测控系统的电路设计
大棚蔬菜温度测控系统的电路设计摘要目前应用于温室大棚的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关及A/D转换器等组成的传输系统。
此温度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和拆卸过程繁琐复杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，并且测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。
在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。
本文的主要设计思想是构建温室计算机分布式自动控制系统，由一台PC机与以单片机为核心的控制装置组成，采用总线式RS-485通信网络进行数据传输，通过读取实时和PC机中的历史存储的环境参数值来监测温室的运行情况。
本文提出一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案。
主要研究的内容概括如下：1.研究影响温室环境的温度参数及分析其调节控制方法。
2.针对当今农业温室的研究热点-智能化温室控制系统进行研究，运用传感器技术、通讯技术、自动检测技术和微型计算机技术，研究了一套能实现对温室温度实时监测与控制的计算机分布式测控系统。
3.详细描述了分布式的蔬菜大棚温度控制系统结构。
该系统由上位机和下位机系统组成。
上位机由RS485接口与下位机进行通讯。
下位机是温室温度采集系统，它以AT89S51单片机为核心，完成控制功能，并可独立工作。
4.完成了RS-485接口的方案设计，可以方便地进行远距离多节点通讯，实现多点的温度测控。
5.用户可以根据需要设置参数，通过系统的自动调节作用使温室温度处于适宜作物生长的最佳值，当环境参数超限时，可以发出声光报警。
6.对所取得的成果进行了总结，并对未来工作进行了展望。
关键词：温室；单片机；温度传感器；温度控制；AT89S51；RS-485Temperature Control Systems of Greenhouse Based on theMCUABSTRACTCurrently, the temperature control system of greenhouse is mostly using a transfers system which consists of analog temperature sensors, multiplexing analog switches and A/D conversion units. This kind of temperature collection system needs a lot of cables which is laid to make the signal of the sensor be sent to the collection card in the greenhouse, and the work of fixing and take-down is miscellaneous, and the cost is high. What's more, the analog signal transferring in the system which is easily interfered and alleged, and the measure error is bigger, this is hard for the controller to make a decision in time according to the change of temperature. So under this circumstance, it is necessary to employ a real time and precise temperature control system which can deal with temperature information of many nods.The main idea in this paper is to design a computer distributed auto-control greenhouse system. The system is made up of one PC and a control device which treat MCU as the core, and the data is transmitted by RS-485 bus communicat network. The local operation status in greenhouse can be obtained by monitoring environment parameters and these information be stored in PC. This paper gives a greenhouse temperature control project which is based upon the SCM and digital monobus technology. The main content of this paper are as follows：1. Studied the important temperature parameter in greenhouse, and analyzed the methods of regulatory control.2. Through studying the auto control system of intelligent greenhouse, a distributed control system can achieve realize real-time monitoring and control of greenhouse temperature is obtained from using sensor, communication and auto-measure technologies.3. The paper describes the structure of the distributed control system, which consests host computer and lower computer. The host computer utilizes RS-485 to communicate with the lower computer. The lower computers that administer the data acquisition system using the AT89S51 Microcontrollers can operate separately.4. The design of RS-485 interface we proposed can communicate among several net nods in distant range and implement temperature measurement and control of multi-point.5. The users can set parameter base on the need of plants, by auto controlling of the system, temperature parameters of greenhouse can be in the best，and the greenhouse can provide plants a good growth environment. When parameters overrun the deadline, the system can make sound-light alarm.6. The achievements of this paper are summed up, and the future work is prospected.Key words：Greenhouse；Microcontroller；Temperature Sensor；Temperature Control；AT89S51；RS-485目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 选题的意义 (2)1.3 国内外研究现状 (3)1.4 本文主要研究内容 (5)第二章控制系统的总体设计 (7)2.1 控制系统设计目标 (7)2.2 控制系统整体结构 (8)2.2.1控制系统整体构成 (8)2.2.2系统工作原理 (9)2.2.3系统主要技术指标 (11)2.3 硬件设备的选择 (11)2.3.1单片机的选择 (11)2.3.2温度传感器的选择 (15)2.3.3 RS-485通信设计 (18)第三章多路温度测控系统电路设计 (22)3.1 测控系统总电路 (22)3.2 数字量输入电路 (22)3.2.1 DS18B20的测温原理 (22)3.2.2温度传感器供电方式 (24)3.2.3 DS18B20与单片机的硬件接口设计 (25)3.3 输出控制控温设备电路 (26)3.3.1开关量输出电路 (26)3.3.2光电耦合器驱动固态继电器电路 (26)3.3.3声光报警电路 (27)3.4 硬件看门狗电路 (28)3.4.1单片机复位电路 (28)3.4.2 MAX813L芯片组成及特点 (28)3.5 键盘接口电路 (29)3.5.1矩阵式键盘的结构 (29)3.5.2按键的识别 (29)3.6 TC1602液晶模块与AT89S51接口 (30)3.6.1 TC1602液晶模块 (30)3.6.2 TC1602液晶模块与AT89S51接口 (30)第四章总结与展望 (32)4.1 设计总结 (32)4.2 不足与展望 (32)参考文献 (33)致谢 ··············································································································错误！未定义书签。
农业大棚智能温室监测系统设计方案
农业大棚智能温室监测系统设计方案随着现代化农业的发展，农业大棚建设越来越普及，但是由于天气等客观因素不能完全掌控，农业生产效率难以保证。
因此，农业大棚智能监测系统的应用显得尤为重要。
本文将从以下三个方面阐述农业大棚智能温室监测系统的设计方案：系统方案的设计、硬件和软件的实现及监控效果的实现。
一、系统方案的设计农业大棚是一个相对比较封闭的环境，可以通过解决温度、湿度、光照、二氧化碳等多个环境参数来提高大棚温度、湿度等环境参数的控制，提高种植效率。
因此，为了保障农业生产，设计一个可以全天候监测，记录及分析大棚内不同的环境数据的智能监测系统是可行的。
智能监测系统方案的设计应该包括硬件和软件两个方面。
二、硬件和软件的实现系统的硬件实现主要有传感器、单片机、电源、通讯模块等四个组件。
这些组件分别应用于不同领域，但是通过互相配合，最终形成了一个可有效监测环境变化的系统。
其中的传感器可以实现对于不同环境参数的监测，单片机负责收集传感器获取的数据，并根据实际情况进行控制。
电源则提供系统使用的能量，使得系统能够持续运行。
通讯模块则将数据传输到云端，方便维护以及数据分析，使得用户能够更加便捷地了解大棚内的环境变化。
软件的实现包括了传感器数据管理软件，程序逻辑控制软件，数据分析软件以及信息管理软件。
在实现这些软件的同时，需要考虑数据管理的安全问题。
因此通讯模式的选择成为了考虑的重点。
本系统选择了基于物联网的信号传输方式，使用模数转换器，将传感器检测到的物理信号转化成数字信号，再通过网络传输的方式将这些数字信号发送到云端进行采集分析。
在传输上采用了安全加密技术，以保证数据安全性。
三、监控效果的实现系统能够实现对高温、低温、干燥、潮湿等环境的自动报警，并能够在系统数据分析的基础上，提供对农业大棚的管护建议。
同时，该系统可以通过数据记录等方式，为农业生产前期生产者提供参考，帮助农业生产者更好地进行规划，提高生产水平。
因此，该系统具有较高的实用价值。
一种温室大棚检测系统的设计
一种温室大棚检测系统的设计一、系统结构我们的温室大棚检测系统主要包括传感器模块、数据采集模块、数据传输模块、数据处理与存储模块以及数据展示与控制模块五个部分。
1. 传感器模块传感器模块是整个系统的基础，通过安装在温室大棚内部的各个位置，用于采集温室大棚内部的环境数据。
传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等，用于实时监测温室内部的温度、湿度、光照强度和CO2浓度等环境参数。
2. 数据采集模块数据采集模块负责接收传感器模块采集到的各种环境参数，并将其转化成数字信号，以便进行后续的处理和分析。
数据采集模块通常由单片机或微控制器组成，可以实现对多个传感器的数据采集和处理。
数据传输模块主要负责将采集到的环境数据传输到远程服务器或云平台，以便后续的数据处理和存储。
数据传输模块通常采用无线通信方式，如Wi-Fi、蓝牙或LoRa等，并且具有一定的数据加密和安全性能。
4. 数据处理与存储模块数据处理与存储模块接收数据传输模块传输过来的环境数据，对其进行处理和分析，并将处理后的数据存储在数据库中。
数据处理与存储模块通常由服务器或云平台实现，可以对大量的数据进行实时处理和存储。
5. 数据展示与控制模块数据展示与控制模块负责将处理后的环境数据以图表、曲线等形式展示给用户，并且可以实现对温室大棚内部环境的控制。
数据展示与控制模块通常由PC端或移动端应用程序实现，用户可以通过手机或电脑对温室大棚内部环境进行实时监控和控制。
二、系统工作流程温室大棚检测系统的工作流程如下：1. 传感器模块实时监测温室大棚内部的环境参数，将采集到的数据发送给数据采集模块。
2. 数据采集模块接收传感器模块发送过来的数据，对其进行采集、处理和转化成数字信号。
3. 数据传输模块将处理后的环境数据通过无线通信方式传输到远程服务器或云平台。
三、系统特点1. 实时监测：系统可以实时监测温室大棚内部的环境参数，对环境变化进行实时跟踪和监控。
温室大棚的智能测控系统毕业设计
温室大棚的智能测控系统毕业设计该系统主要由以下几个模块组成：1.传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等，用于实时监测温室内环境参数。
传感器将采集到的数据传输到控制器模块进行分析和处理。
2.执行器模块：包括风机、喷灌器、遮阳网等，用于根据控制器的指令自动调节温室内的环境。
例如，当温度过高时，控制器可以通过执行器模块开启风机降温。
3.控制器模块：是系统的核心模块，负责接收传感器传来的数据、进行分析处理并产生相应的控制指令，将指令发送给执行器模块实现寄温室环境的调节。
控制器模块还可以根据农作物的需求和环境的变化，调整控制策略，以达到最优的生长环境。
4.人机交互界面：可以通过手机APP或电脑上的软件进行远程操控和监控温室大棚的状态。
农民可以通过界面了解温室内的环境参数，并做出相应的调整。
该系统的设计需要考虑以下几个关键问题：1.传感器的选择和布局：不同的作物和环境对传感器的要求有所不同，需要根据具体情况选择合适的传感器，并合理布局。
例如，温度和湿度传感器可以放在不同的位置，以获取更全面的环境信息。
2.控制策略的设计：根据农作物的需求和环境的变化，设计合理的控制策略，使温室内的温度、湿度和光照等参数保持在最适宜的范围内。
例如，温度过高时开启风机降温，温度过低时启动加热系统。
3.数据传输和处理：传感器采集到的数据需要传输到控制器进行处理，可以使用有线或无线的方式进行数据传输。
控制器需要对传输来的数据进行实时处理和分析，并根据处理结果制定相应的控制指令。
4.安全性和可靠性的考虑：温室大棚的智能测控系统属于实时的控制系统，需要保证系统的安全性和可靠性。
例如，控制器模块需要有冗余设计，当一个控制器失效时，可以自动切换到备用控制器进行控制。
5.人机交互界面的设计：开发一个友好的人机交互界面，方便农民对系统进行操控和监控。
界面可以显示温室内环境参数的曲线图，并提供相关的控制操作。
总而言之，温室大棚的智能测控系统可以大大提高农作物的生长效率和农民的生产效益。
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简单实用的温室大棚多功能测控仪的设计马继伟1，靳仁昌1，陈攀峰1，马玉泉1，马继红2（1.河北科技师范学院,河北秦皇岛 066004；2.玉田县职业技术教育中心，河北玉田 064100）摘 要：介绍了以单片机AT89C52为控制核心的简单实用的温室大棚多功能测控仪的硬件与软件设计。
该仪表硬、软件的模块化结构，使其能够在不同的应用场合和应用条件下实现最合理的组合，从而实现较高的性能价格比。
各变送器通过多路模拟开关共用一块A/D转换芯片ICL7135，使得结构简单、运行可靠、满足精度要求，进一步降低了成本，有利于该测控仪在温室大棚中推广。
关键词：园艺学；测控仪；设计；温室大棚；温湿度；模块化结构中图分类号：S625.5+1; TP872 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2007)09─0094─040 引言以塑料大棚为代表的现代温室大棚在现代农业生产中发挥着巨大的作用，在农业生产和农业科研中，需要对温室大棚中的一些物理量如温度、湿度等进行精确检测和控制。
由于常用的各种检测系统复杂，且价格较高，很难在温室大棚中进行普及。
当前实际生产中基本沿用人工测控方法，不可避免地存在劳动强度大、工作繁琐、测量精度低，而且由于检测报警不及时给农业生产和科研工作造成损失等缺点。
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，迫切地需要一种造价适中、简单实用的自动化程度高的温室大棚温湿度测控仪。
为此，在市场调查研究和吸收用户使用意见的基础上反复分析论证，提出并研制了本测控仪系统。
1 模块化的硬件结构设计为了测控仪的推广和使用，系统硬件设计力求结构简单、性能可靠、性价比高。
测控仪硬件结构框图，如图1所示。
其主要包括传感器、变送器、A/D转换电路、单片机、I/O接口电路、输入设备（键盘）、输出设备（数码显示器LED，监视器CRT，微型打印机）和输出控制设备（含电磁阀）等。
图1 系统硬件结构框图1.1 加大主机板的冗余主机板上装有AT89C52单片机[1]，这款单片机芯片有8KB闪存存储器（flash memory）、256B内部RAM、A/D转换器ICL7135、电源和6个插槽（2个4052插件和4个8155插件）。
冗余是指利用这6个插槽，根据用户需要插上相应的模板。
在设计中，借鉴了STD总线控制机的设计方法[2]，而采用了自收稿日期：2007-02-16基金项目：河北省秦皇岛市科技局资助项目（200409）作者简介：马继伟（1971-）,女，河北秦皇岛人，讲师，硕士，(E- mail)jbxbmjw@。
定义的三总线结构，这样可以充分地发挥AT89C52的硬件资源优势，降低成本。
1.2 传感器、变送器与模板的组合本系统需要检测的参数有空气温、湿度和土壤温、湿度（即土壤含水量）。
温度传感器[3]选用了价格便宜，稳定性、线性度比较好的集成半导体温度传感器AD590。
AD590测量范围为-55°～150℃，满足系统使用要求。
本系统的湿度检测采用干湿球原理[4]，通过测量同一处干球和湿球温度求得该处空气湿度，即温、湿度的检测都用温度传感器。
该测量原理能够解决目前空气湿度传感器普遍存在的寿命短、精度低、稳定性差、重复性差、电路复杂等缺点，进一步提高产品性能。
干湿球法测湿的原理是基于湿球表面的水分在足够大的稳定风速下蒸发得到湿球温度，根据干湿表方程式，即)(w a w t t AP et e −−= (1)导出被测空气的水汽分压，计算出相对湿度、露点温度等各种湿度表示单位。
计算相对湿度U ，即有)(/)(a w t e t e U =×100% (2)式中 e —被测空气的水汽分压；U —被测空气的相对湿度；a t ，w t —干湿球温度；)(a t e ，)(w t e —分别为干湿球温度对应下的饱和水汽压；P —当时当地大气压值； A —干湿表系数。
湿度值的计算全部由单片机自动完成，这种方法既可以利用单片机解决系统计算量和修正工作量大的问题，同时又可以保证测量值的高精度，降低测控仪的成本，从而提高系统的性价比。
土壤湿度（土壤含水量）测量比较困难，目前还没有一种被普遍认可的标准测量方法，当前使用的方法各有优缺点[5]。
本系统采用的是电阻法，根据土壤导电率随其水分含量多少不同的原理，用两根被绝缘质隔离的长形的平行不锈钢电极作为土壤水分含量传感器。
为了减少土壤物理结构、温度、化学成分以及电极与土壤的接触状态对测量精度的影响，将电极镶嵌在石膏块中。
各传感器将被检测量转为类型、数量级各异的电信号，经过各自的变送器转换为标准的-2～2V 电压信号，通过多路模拟开关4052共用一个A ／D 转换器ICL7135。
硬件结构进一步简化，提高了可靠性，降低了成本。
根据检测现场的实际需要每个系统需要检测与控制的物理量不尽相同，同一参量不同系统检测点数与控制点数也有所区别，用户可以选择不同的模板进行组合。
对于较小的单个温室大棚，系统使用的传感器和控制点都比较少，就只在2个插槽上插件（1个4052插件和1个8155插件）。
对于较大的温室大棚，如果只需检测与报警而不需要控制，则只需图1中的8155Ⅳ及其外部设备，并不需要8155Ⅰ-Ⅲ。
1.3 控制输出本系统要控制驱动的有滴灌与喷灌电磁阀、电加热丝、排风扇电机（用于排除湿气）和卷帘电机。
因为8155I/O 接口电路不但有3个接口，还有1个定时器和256个RAM 单元，根据系统输出量的多少，选用若干片8155作为输出接口电路。
这可以解决系统的大量计算和定时控制，不需要再扩展RAM 和定时/计数器。
1.4 显示与打印输出本系统设计了两种显示输出接口电路：数码显示LED 与监视器显示CRT 。
二者均占用串行输出口，用户根据需要择其一即可。
对于一般的检测和巡回显示，用串入并出移位寄存器74LS164作为静态显示的LED 输出接口；当组成比较大或需要显示更多信息（比如汉字或图形）时，用标准的232接口，配置CRT 监视器。
为了打印检测结果和相关信息，系统还设计了微型打印机接口电路。
2 软件设计系统的应用程序采用模块化结构，与硬件配置相适应。
利用主程序协调具有不同硬件配置的系统子程序，组成完整的能够完成确定功能的系统测控程序是软件的重点和难点。
该系统软件主要由主程序、数据巡回采集及处理子程序、显示子程序（LED 显示或CRT 显示）、键盘中断服务程序、打印子程序、定时中断服务程序等组成。
主程序框图如图2所示。
2.1 主程序根据系统硬件配置不同子程序会有所不同，主程序对子程序的协调方法也会不同，但主程序的流程是相同的。
它顺序执行：一是将给定值及各参数的上、下限由键盘输入或指定的闪存单元传送到指定的片内RAM 单元。
二是初始化。
主要是定义定时/计数器及各8155的接口功能，开中断。
三是巡回检测、显示并调节各量。
如果参数有越限，声光报警，这是整个软件系统的主体。
2.2 控制方法根据测控仪实际应用的环境、温室大棚的容量和所种作物的不同参数要求，其控制精度也会不同。
容量大而要求控制系统动、静态品质不高的设施，一般采用乒乓控制；容量小要求控制系统动、静态品质高的设施，则采用PID调节方法[6]。
实践证明，PID调节方法能够满足一般温室大棚被控对象较高的控制要求。
图2 主程序框图3 提高系统运行的可靠性运行实践表明，尽管本系统一般运行于非工业环境的温室大棚中，但仍然存在干扰。
因此，采取有效的抗干扰措施是必须的，除在硬件方面采取了诸如净化电源、信号屏蔽以及光电隔离等技术外，还在软件方面采取了数字滤波和看门狗（watchdog）技术[7]。
4 主要技术指标本测控仪已通过技术鉴定，投入应用。
根据温室大棚用户的实际应用，该仪表除可减轻劳动强度、提高自动化程度外，节能效果也很明显，如用于温室大棚，至少节电、节水20%。
其主要实测技术指标，如表1所示。
表1 各参数实测技术指标指标温度/℃湿度/%RH 土壤含水量/%分辨率0.1 0.1 0.1检测精度±0.3 ±3 ±2控制精度±1 ±5 ±4以下各措施保证了本测控仪较高的检测与控制精度和良好的运行稳定性：一是系统选择了最适合的传感器；二是运算放大器采用的是具有高输入阻抗、低失调电流、高共模抑制比的测量放大器AD521；三是A/D转换电路采用的是抗干扰能力强的ICL7135，该芯片是4位半精度的双积分型A/D转换电路；四是为了抑制整个系统的温漂和时漂，采用了具有高稳定性的基准电阻做比对；五是从硬软件两个方面着手提高系统运行的可靠性。
5 结束语本测控仪硬、软件都采取了模块化结构，用户可以根据实际情况，选用最合理的硬软件资源配置，从而实现较高的性能价格比，这对形成产业化是极其重要的。
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