PDF《温室大棚 自动控制 系统 的设计》

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0 0 8年第

1 期唧i 再i i 薯 温室大棚 自动控制系统的设计 郑锋, 王巧芝, 孙西瑞 ( 山东科技大学泰安校 区机电工程 系,

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0 0

0 0 ) 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 片机实珊 构成 , 采用

4 8

5 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 A D C

0 8

0 9 , 由下位单片机 A T

8 9 S

5 1 读取 ,单片机将数据通过

4 8 5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 A D

5 9

0 , 通过运算放大器 O P

0 7 调理后送 入模 数转换器A D C

0 8

0 9 , 设置为第

1 路信号.调整后可在―

2 o ~

5 0 ℃范围内工作, 可精确到0 .

5 0℃, 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 H1

0 4检测 大棚 内空气湿度 , 调理后 , 送入模数转换器 A D C

0 8

0 9 , 设 置为第

2 路信号.由于 H

1 0 4有0.70%R H的温度系数 , 在信号调理 电路 中进行 了温度补偿 , 在35%~

8 5 %R H范 围内可精确到

2 %R H.

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30era, 不锈钢管和钢丝之间留

1 e m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 O P

0 7 调到

0 ―

5 V的范围,在经过模数转 换器送入单片机.

2 .

3 控制功能及 实现 在系统 中,下位机通过接 收上位 机的控制信号来控制相应的控制继电器驱动电路, 由继 电器来控制通风和喷灌装置 .

2 .

4 键 盘显示电路 本 系统采用

1 个八段 L E D显示器 显示参量标号 ,

3 个八段 L E D显示测量结 果. 键盘 、 L E D 显示器设计成

1 块板, 由8155芯片控制 . 系统设置了

1 2 个键, 可以更 改控制参数和功能设 置.

3 软件的设计

3 .

1 下位机软件 设计 下位 机软件 主要模块 有采集模 块、控制模块 、 通讯模块 . 采集模块 主要完成对 A D C

0 8 o 9的通道 的控制 和转 换结果的读取 , 并将结果暂存入数据区. 通过对 A T

8 9 S

5 1 定时器 T

0 的计数实现定时 , 每15rain采集

1 次,用定时器 T

1 定 时来确定三个参量的采集时 间间隔 , 定为0.50s.控 制模块实现对通风和喷灌装置的控制, 当接收到上位机 的控制信号时 , 将相应的引脚置零即可开通通风和喷灌 装置.通讯模块可将采集 到的参量传到上位机 , 并接收 上位机发来的控制信息.