基于单片机的温室大棚温度控制系统设计【开题报告】
(完整word版)基于单片机数字温度计开题报告
此次的多功能数字温度计不同于以往的传统数字温度计，它明显改善了数字温度计的性能，包括温度采集的速度和测量精度大幅度提高，测量温度的范围也得到了明显的提高。如果继续提高测量精度,可以直接作为工业测温仪器使用，由美国DALLAS半导体公司新研制的DS18B20型高分辨力智能温度传感器，能输出12位二进制数据，其分辨力高达0.0625℃，测温精度为±0.1℃。随着单片机、温度传感器和数码管显示驱动等技术的不断发展，要实现更加高的精度、显示速率快的数字温度计将很快能够实现。
4.课题的意义
本课题研究的重要意义在于生产过程中随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数，就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是数字温度传感器技术，在我国各领域已经应用的非常广泛可以说是渗透到社会的每一个领域，与人民的生活和环境的温度息息相关
2．课题背景
单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强，能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而现在的单片机在农业上页有了很多的应用。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统
基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统一、本文概述随着科技的发展和现代化农业的需求增长，温室大棚环境参数的自动控制已成为提高农业生产效率、保证农产品质量的重要手段。
本文将介绍一种基于单片机的温室大棚环境参数自动控制系统，该系统能够实时监测并调控温室内的温度、湿度、光照等关键环境参数，以实现最优化的作物生长环境。
本文将首先概述系统的整体架构和工作原理，然后详细介绍各个组成部分的设计和实现，包括传感器选择、单片机编程、执行机构控制等。
还将讨论系统的优点、实际应用情况以及可能存在的问题和改进方向。
通过本文的阐述，旨在为相关领域的研究人员和从业者提供有益的参考，推动温室大棚环境参数自动控制系统的发展和应用。
二、单片机技术概述单片机，全称为单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。
单片机技术自20世纪70年代诞生以来，经历了从4位、8位、16位到32位等几大阶段的发展。
随着微处理器、半导体及超大规模集成电路技术的迅猛发展，单片机的技术也在不断进步。
目前，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面。
在温室大棚环境参数自动控制系统中，单片机作为核心控制单元，负责接收各种传感器采集的数据，并根据预设的控制算法对这些数据进行处理，从而控制温室内的环境参数，如温度、湿度、光照等。
单片机通过其强大的数据处理能力和灵活的I/O控制能力，实现了对温室环境的精确控制，提高了温室大棚的生产效率和产品品质。
单片机还具有高度的集成性和扩展性，可以通过添加不同的外设模块，实现对温室大棚内其他环境参数的监控和控制，如土壤湿度、二氧化碳浓度等。
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计_毕业论文剖析
ORG 00H
JMP START
ORG 0BH
JMP TIM0
START: MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#60
MOV TL0,#76
SETB TR0
MOV IE,#82H
MOV R4,#09H
MOV R0,#30H
CLEAR: MOV @R0,#00H
DJNZ R4,CLEAR
JMP WAIT
ADC: MOVX A,@R0
MOV 37H,A
CLR C
SUBB A,36H
JC TDOWN
TUP: MOV A,37H
CLR C
SUBB A,34H
JNC POFF
JMP LOOP
PON: CLR P2.1
JMP START0
POFF: SETB P2.1
JMP LOOP
TDOWN: MOV A,37H
图4 ADC0804
如图4，A/D转换器就是模拟/数字转换器，是将输入的模拟信号转换成数字信号。信号输入端的信号可以是传感器或是转换器的输出，而ADC输出的数字信号可以提供给微处理器，以便更广泛地应用。
ADC0804电压输入与数字输出关系如下表2所示：
十六进制
二进制码二
与满刻度的比率
相对电压值VREF=2.56伏
A
1010
10/16
10/256
3.200
0.200
9
1001
9/16
9/256
2.880
0.180
8
1000
8/16
8/256
2.560
0.160
7
0111
7/16
基于单片机的温室大棚温度控制系统设计【开题报告】
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的温室大棚温度控制系统设计专业：电子信息工程1选题的背景、意义国内对温室环境控制技术研究起步较晚。
自20世纪80年代以来，我国工程技术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[1]。
实践证明，单因子控制技术在保证作物获得最佳环境条件方面有一定的局限性。
1996年江苏理工大学研制出一套温室环境控制设备，能对营养液系统、温度、光照、二氧化碳施肥等进行综合控制，在一个150M2的温室内，实现了上述四个因子的综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果[2]。
近年来，在国产化技术不断取得进展的同时，也加快了引进国外大型现代化温室设备和综合控制系统的进程。
这些现代温室的引进，对促进我国温室计算机的应用与发展，无疑起到了非常积极的推动作用。
[3]可以看出我国温室设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
但是，大部分不够理想。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与欧美等发达国家相比，存在较大差距，尚需深入研究[4]。
温度、湿度作为温室的重要因素，它们是非常重要的物理量，温度、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们通常使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
即使有些用户采用半导体二极管作为温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。
在某些行业中对温湿度的要求较高，由于温度过高或过低引起的元器件失效或由于环境湿度过高而引起的事故时有发生，对系统的可靠运行造成影响，甚至危及到系统局部及操作人员的安全[2]。
所以实施对温度的监控也日显重要。
本课题只要采用51单片机对蔬菜大棚中温度、湿度的数据进行采集、测量和控制[5]。
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统
基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统一、概述随着现代农业技术的快速发展，蔬菜大棚作为一种重要的农业生产设施，其智能化、自动化管理已成为提升农业生产效率、保障农产品质量的重要手段。
在蔬菜大棚的生产环境中，温度是一个至关重要的因素，直接影响到作物的生长速度和产量。
开发一套稳定可靠的蔬菜大棚温度控制系统显得尤为重要。
本文介绍了一种基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统。
该系统通过单片机作为核心控制器，结合传感器技术、控制算法和执行机构，实现对大棚内温度的实时监测和智能调控。
系统不仅具有硬件结构简单、成本低廉的优点，而且通过合理的控制策略，能够实现对大棚内温度的精确控制，为蔬菜生长提供最佳的环境条件。
该系统在实际应用中，可以有效提高蔬菜大棚的生产效率，降低能耗和人力成本，同时提高农产品的产量和质量，具有重要的实际应用价值和推广意义。
在接下来的章节中，我们将详细介绍该系统的硬件设计、软件编程、控制策略以及实际运行效果，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1. 介绍蔬菜大棚温度控制的重要性。
蔬菜大棚作为一种现代农业设施，通过调控生长环境，显著提高了蔬菜的产量和品质。
温度是影响蔬菜生长的关键因素之一。
适宜的温度不仅有助于蔬菜的正常生长，还能有效防止病虫害的发生，从而提高蔬菜的抗病能力和产量。
蔬菜大棚的温度控制具有极其重要的意义。
适宜的温度是蔬菜生长的基础。
不同种类的蔬菜对温度的要求各不相同，但总体来说，适宜的温度范围能够促进蔬菜的光合作用，加速营养物质的合成和转运，从而提高蔬菜的生长速度和产量。
同时，适当的温差还有利于提高蔬菜的抗逆性，增强其对极端天气的适应能力。
温度控制对于防止病虫害的发生至关重要。
高温或低温环境都可能导致蔬菜生长异常，进而引发各种病虫害。
通过精确控制大棚内的温度，可以有效降低病虫害的发生概率，减少农药的使用量，从而保障蔬菜的品质和安全。
温度控制还能提高蔬菜大棚的生产效益。
在适宜的温度条件下，蔬菜的生长周期缩短，产量增加，品质提升，这都将直接带来经济效益的提升。
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现
基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现1. 引言1.1 背景智能温室大棚系统是一种利用现代科技手段来监控和调控温室内环境的系统。
随着人们对食品安全和环境保护意识的提高，温室大棚种植逐渐成为现代农业的重要组成部分。
传统的温室大棚存在管理不便、资源浪费和生产效率低下等问题，因此迫切需要一种智能化的系统来解决这些问题。
传统温室大棚管理主要依靠人工操作，容易受到外界气候和人为因素的影响，使得温室内环境控制困难。
而智能温室大棚系统则通过使用各种传感器来监测温室内外环境数据，实时调控温度、湿度、光照等因素，从而提高生产效率和保障农作物的生长质量。
本研究旨在基于单片机技术设计并实现一套智能温室大棚系统，从而提升温室管理的效率和水平。
通过传感器采集数据、控制系统设计、通信系统设计、数据处理与管理等方面的研究，力求构建一套稳定可靠、智能化程度高的温室管理系统，为现代农业生产提供一种全新的解决方案。
【背景】1.2 研究意义智能温室大棚系统的设计与实现是当前农业领域的研究热点之一。
随着人口的不断增加和气候变化的影响，传统农业生产面临着诸多挑战，如病虫害防治困难、气象变化频繁等。
研究开发一种能够实现自动化、智能化管理的温室大棚系统具有重要的意义。
智能温室大棚系统能够实现对温度、湿度、光照等环境参数进行监测和控制，从而有效提高作物生长的质量和产量。
通过传感器实时采集数据，并利用单片机进行控制和决策，可以实现对温室环境的精准调控，提高作物的生长环境，减少能源消耗，提高生产效率。
这对于农业生产的可持续发展和粮食安全具有重要意义。
智能温室大棚系统还可以实现远程监控和管理，农民可以通过手机或电脑实时查看温室环境数据，及时调整相关参数，解决传统农业生产中人工管理不便、信息不对称等问题。
研究基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现具有重要的理论和实际意义，有助于推动农业现代化进程，提高农业生产的效益和质量。
1.3 研究目的研究目的旨在通过基于单片机的智能温室大棚系统设计与实现，实现对温室环境的监测和自动控制，从而提高农作物的生长效率和质量。
大棚温度控制系统设计报告
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℃~+50℃；（2）温度测量精度：±2℃；（3）显示分辨率：0.1℃；（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。
基于单片机的温度控制系统设计开题报告
基于单片机的温度控制系统设计开题报告基于单片机的温度控制系统设计开题报告一、引言在现代科技飞速发展的时代，单片机技术已经成为各种智能控制系统的核心。
本文旨在探讨基于单片机的温度控制系统设计，从简单的温度监测到复杂的温度控制，通过对单片机技术的灵活运用，实现对温度的精确控制，以及实现一定的智能化操作。
二、温度控制系统的基本原理温度控制系统是利用各种传感器检测环境温度，通过单片机进行数据处理，并利用执行器对环境温度进行调节的系统。
温度控制系统的基本原理是通过对环境温度的实时监测和分析，准确调节加热或降温装置，使环境温度保持在设定的范围内。
三、基于单片机的温度监测系统设计在温度控制系统中，温度监测是至关重要的一环。
我们可以使用单片机搭建一个简单的温度监测系统，通过传感器获取环境温度，并将数据传输给单片机进行实时监测和显示。
这里可以采用LM35温度传感器，并通过单片机的模拟输入引脚来获取温度数据。
通过LED数码管或LCD屏幕，实现对环境温度的实时显示。
还可以设置温度报警功能，一旦温度超出设定范围，系统会自动报警，提醒用户及时处理。
四、基于单片机的温度控制系统设计在温度监测系统的基础上，我们可以进一步设计出一个温度控制系统。
通过对温度控制器的灵活配置，实现对加热或降温设备的精确控制。
在这个系统中，单片机不仅需要实现对环境温度的实时监测，还需要根据监测到的数据进行相应的控制操作。
当环境温度过高时，单片机可以控制风扇或空调进行降温操作；当环境温度过低时，单片机可以控制加热设备进行加热操作。
这种基于单片机的温度控制系统，不仅可以实现对环境温度的精确控制，还可以节省能源，提高系统的智能化水平。
五、个人观点和理解通过对基于单片机的温度控制系统设计的探讨，我对单片机在智能控制领域的应用有了更深入的理解。
单片机不仅可以实现简单的温度监测，还可以实现复杂的温度控制，通过对传感器的数据采集和单片机的运算处理，实现对环境温度的精确控制。
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毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的温室大棚温度控制系统设计专业：电子信息工程1选题的背景、意义国内对温室环境控制技术研究起步较晚。
自20世纪80年代以来，我国工程技术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[1]。
实践证明，单因子控制技术在保证作物获得最佳环境条件方面有一定的局限性。
1996年江苏理工大学研制出一套温室环境控制设备，能对营养液系统、温度、光照、二氧化碳施肥等进行综合控制，在一个150M2的温室内，实现了上述四个因子的综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果[2]。
近年来，在国产化技术不断取得进展的同时，也加快了引进国外大型现代化温室设备和综合控制系统的进程。
这些现代温室的引进，对促进我国温室计算机的应用与发展，无疑起到了非常积极的推动作用。
[3]可以看出我国温室设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
但是，大部分不够理想。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与欧美等发达国家相比，存在较大差距，尚需深入研究[4]。
温度、湿度作为温室的重要因素，它们是非常重要的物理量，温度、湿度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们通常使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工加热、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。
即使有些用户采用半导体二极管作为温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。
在某些行业中对温湿度的要求较高，由于温度过高或过低引起的元器件失效或由于环境湿度过高而引起的事故时有发生，对系统的可靠运行造成影响，甚至危及到系统局部及操作人员的安全[2]。
所以实施对温度的监控也日显重要。
本课题只要采用51单片机对蔬菜大棚中温度、湿度的数据进行采集、测量和控制[5]。
2相关研究的最新成果及动态温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同,传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。
目前，温度控制系统的结构主要是以单片机为主板的控制系统。
一般以MCS51系列为基础。
采用8位CPU，从数据采样到算法控制都是由单片机完成的。
这种类型控制方式的优点是能够全局管理，操作简单，价格低廉，缺点是布线复杂，可靠性差，故障率高；且信号的输入、输出一般为模拟量，自动化程度低。
由于温室控制环境噪音大、环境恶劣，单一的CPU控制系统难以达到预期效果。
此外，还有基于IPC的温室控制系统，它配备了各种接口板，采集、控制和通信功能都由主机完成，能对温室各个参数进行有效的控制；基于PLC的温室控制系统，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，具有控制能力强、操作方便、可靠性高、适宜长期工作等特点；集散型温室控制系统，由于PC机的管理功能被多台现场控制站共享，节省了成本，提高了设备利用率，有利于温室群控[6]。
温度监测预警系统是针对蔬菜大棚温度监测而设计，同时也可用于粮食仓储、冷库及烟叶发酵等场合的温度监测。
塑料大棚是开发日光资源、充分利用太阳光能的主要形式之一，能避光、增产、保湿，为蔬菜生长创造一个良好环境。
蔬菜大棚作为一个相对封闭的环境，其内部形成了一个小气候环境，良好的空气环境是蔬菜正常生长的重要条件。
为了增产、增收，要注意大棚内部的气体、温度和湿度3个重要因素。
气体主要是指棚内的二氧化碳的含量。
当空气中的二氧化碳浓度提高到0.1%时，可使蔬菜的光合作用速率增加1倍以上，增产20%～80%；若使二氧化碳浓度降至0.005%时，光合作用几乎停止。
蔬菜生长的适宜温度为20°～30℃。
大棚内白天增温快，当棚外平均气温为15℃时，棚内可达40°～50℃。
因此，要适时调节棚内温度，避免高温危害。
塑料大棚经常处于密闭状态，蒸发量大大减小，内部湿度一般在80%～90%，湿度过大极易导致病虫害的发生。
现在对大棚内气体、温度和湿度的有效调节，主要是通过适时的通风来实现。
二氧化碳含量过大和湿度过大都会导致温度升高。
通过调节温度可以有效地控制二者的浓度。
因此，对棚内温度的控制是非常重要的。
本文介绍的分布式单总线蔬菜大棚温度监测预警系统，采用全数字化设计，直接监测每个棚内不同部分的温度，通过对温度的良好控制，有效地提高蔬菜的产量[7]。
3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标3．1研究目的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[8]。
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。
3．2研究方法及内容1硬件电路设计（1)微处理器选择。
选用ATMEL公司的AT89C52单片机作为微处理器。
它是一种低功耗、高效率的CMOS型8位微处理器，内置8k字节的闪速程序存储器、256字节RAM、32位并行I/O口、3个16位定时/计数器、6个中断源和1个全双工串行I/O口，采用12MHz晶体振荡器[9]。
(2)扩展存储器设计。
在此监测系统中，要记录大量的数据，且考虑到以后功能增加的需要，扩展了1片6264数据存储器。
另外，还要记录大量传感器的序列编码（每个序列编码64位共8字节），且此序列号一经写入就不得随意更改。
考虑到便于在线注册，故必须采用E2PROM。
因此，扩展了1片2864作为记录传感器序列编码的数据存储器[10]。
(3)传感器接口电路。
传感器在工作过程中使用单总线与单片机进行数据交换，数据和指令的读写遵循严格的时序要求，故对于传感器接口的设计要满足单片机和传感器对单总线的电平进行可靠的控制，且要有足够的驱动能力。
这里，采用三态数据锁存器74HC373连接所有传感器。
两个锁存器作为一组，其中一个作为写入口，另一个作为读入口，两者共用同一物理地址。
通过这两个锁存器实现对单总线的读写分开，保证时序的正确[11]。
(4)显示器键盘接口电路。
采用点阵式液晶显示器进行显示。
利用它可以直观地显示出各个传感器的温度数值、传感器的编号及各种操作提示。
键盘采用3键结构，分别为功能选择键及上下翻页键，完成传感器的注册注销等各种操作[12]。
(5)串行通讯电路。
用于单片机与上位PC机之间的数据通讯。
单片机作为一个监测模块，采用中断方式将传感器的数据传送给上位机，由上位机进行统一管理[13]。
(6)报警电路。
使用指示灯和蜂鸣器作为警示，一旦有温度超过上限或是低于下限，系统就会立即声光报警。
软件设计监测模块软件主要实现对传感器的各种操作。
开始时，要对系统进行初始化和自检；接着就要分别采集各个传感器的温度数据，并显示和存储。
监控模块与上位机之间采用中断通讯方式。
为避免干扰传感器与单片机的握手协议，在对传感器进行操作前要关中断，操作结束后再开中断[14]。
3．3研究方法及内容2温湿度监控由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。
先编制出温室花卉各生育阶段最适环境条件的管理程序表,存储于电子计算机的记忆装置中,电子计算机根据程序表确认、修正温室内的参数,并给终端控制系统指令。
终端控制设备向中央控制装置输送检测信息,根据中央控制装置的指令输出控制信号,使电器机械设备执行动作,实现温室环境调节。
该系统可自动控制加热、加湿处理。
根据需要,通过键盘将信息输入中央管理室,根据情况可随时调节环境。
温湿度监控系统在大型现代化温室的利用,是设施栽培高新技术的体现[15]。
一、温湿度监系统控硬件(一)硬件的基本组成MCS-51系列单片机中的8031、6M晶震、30pF电容;共阳极七段数码显示管三个;按键一组5个;型号为WZB-003,分度号为BA2的铂热电阻变送器作为温度传感器;光耦合双向可控硅驱动器;型号为HM1500的湿度传感器;电磁继电器;8位模数转换器ADC0809;外部扩展EPROM 2764程序存储器;串并转换器74LS164;8位地址锁存器74LS373;蜂鸣报警器[16]。
(二)硬件电路结构框图系统的硬件电路包括主机(8031)、温度检测、温度控制、湿度检测、湿度控制和人机对话(键盘/显示/报警)6个主要部分。
先对各部分电路介绍如下:(1) 主机选用MCS-51系列单片机中的89Atc51单片机作为控制系统的核心,外部扩展ROM用EPROM 2764作为程序存储器。
它的引脚的输入/输出电平既与TTL电平兼容,又与CMOS电平兼容。
温度检测这部分包括温度传感器、变送器和A/D转换三个部分。
温度传感器和变送器类型的选择与被控温度的范围和精度有关。
型号为WZB-003,分度号为BA2的铂热电阻适用于0°C~500°C的温度测量范围,可以满足本系统的要求。
变送器将电阻信号转变成为与温度成正比的电压,当温度在0°C~500°C时,变送器送出0V~4.9V的电压[18]。
A/D转换器件的选择主要是取决于温度的控制精度,本系统要求温度控制误差不大于2摄氏度,采用8位A/D转换器,其最大量化误差为1,完全能够满足精度要求。
这里我们采用ADC0809作为A/D转换器。
电路设计好后,调整变送器的输出,使0°C~500°C的温度变化对应于0V~4.9V 的电压输出,则A/D转换的数字量为00H~FAH,即0~250,则转换结果乘以2正好是温度值。
用这一方法,一方面可以减少标度转换的工作量,另一方面,还可以避免标度转换带来的误差。
(2) 温度控制加热器的控制用双向可控硅驱动器来实现,双向可控硅驱动器与加热器串接在交流220V市电回路中。
单片机的P1.7口通过光隔离器和三极管驱动电路送到双向可控硅驱动器控制端,由P1.7口的高低电平来控制双向可控硅驱动器的导通与断开,从而控制加热器对温室进行加热、降温处理。
(4)湿度检测这部分包括湿度传感器和A/D转换两个部分。
湿度传感器类型的选择也与被控温度的范围和精度有关。
为使系统结构更加紧凑合理,以及降低成本,和湿度检测电路共用一个A/D转换器ADC0809。
调整变送器的输出,使0%RH~100%RH 的湿度变化对应于0V~4V的电压输出,则A/D转换的数字量为00H~64H(0%RH~100%RH) ,即0~100,采样检验结果2次, 则转换结果除以2正好是湿度值。