溫室大棚卷簾機(jī)控制系統(tǒng)項目設(shè)計方案(已修改)
2025-05-26 04:04 本頁面
【正文】 溫室大棚卷簾機(jī)控制系統(tǒng)項目設(shè)計方案第一章 緒 論 背景介紹2009年12月8日傍晚，福興地某村一位中年婦女到自家大棚上放草簾，由于沒有及時停住卷簾機(jī)，導(dǎo)致繩子在鐵桿上反纏，該婦女去拉繩子時，不慎被繩子纏住圍巾，最終被勒住頸部，當(dāng)場死亡。 相關(guān)技術(shù)的情況目前使用的溫室大棚卷簾機(jī)是靠人工送電，以達(dá)到控制卷簾機(jī)升降的目的，存在著很大的安全隱患。卷簾機(jī)本是幫助人們干活的工具，可有時卻成了殺人工具，而且不管溫室中是否有勞動任務(wù)，管理人員必須親自到溫室按動按鍵實現(xiàn)卷簾機(jī)的升降，浪費了時間。 設(shè)計的意義本設(shè)計以發(fā)送短信的方式來控制卷簾機(jī)的升降，通過遠(yuǎn)程控制，就能實現(xiàn)卷簾機(jī)的自動升降，一方面可以有效的避免類似上述情況的發(fā)生，另一方面可減輕管理人員的勞動強(qiáng)度，在溫室中沒有勞動任務(wù)的時候不必親自到溫室，僅僅為實現(xiàn)大棚簾子的升降，節(jié)省了時間。同時本設(shè)計外加其他功能，一方面能檢測室內(nèi)溫度，將溫度以短信的形式發(fā)給管理人員，使管理人員能夠及時準(zhǔn)確的了解溫室內(nèi)的溫度情況，及時實現(xiàn)對溫室大棚的通風(fēng)，使作物獲得適宜的生長溫度，有利于作物的生長；另一功能就是當(dāng)室內(nèi)溫度過低時，卷簾機(jī)能夠自動放簾，以保證室內(nèi)基本恒溫，縮短蔬菜生長周期，使蔬菜提前上市，提高經(jīng)濟(jì)效益。第二章 總體設(shè)計方案溫室大棚卷簾機(jī)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計是根據(jù)其功能而設(shè)計的，從全局的角度，以系統(tǒng)的觀點而進(jìn)行整體方面的設(shè)計，主要由GSM短信收發(fā)模塊、溫度顯示模塊、矩陣鍵盤設(shè)置模塊，步進(jìn)電機(jī)模擬卷簾機(jī)模塊等組成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計AT89S52單片機(jī)GSM短信收發(fā)模塊1602液晶顯示模塊按鍵設(shè)置模塊卷簾機(jī)升降控制溫度檢測模塊 （圖21 總體框架結(jié)構(gòu)圖）其中AT89S52單片機(jī)作為本系統(tǒng)的主控制模塊。按鍵設(shè)置模塊可設(shè)置最低報警溫度和管理人員手機(jī)號碼。GSM模塊中的短信內(nèi)容由單片機(jī)進(jìn)行判別，如讀到升起的指令，卷簾機(jī)往上卷，若為降指令，則往下卷。同時18B20溫度傳感器將檢測到的溫度傳輸?shù)絃CD顯示，溫度一旦低于設(shè)置的值，單片機(jī)發(fā)短信給GSM，提示管理人員降下簾子。 本設(shè)計主要功能流程圖 （圖22 功能流程圖）小節(jié)：本章對該設(shè)計的總體框架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計進(jìn)行了論述，并對該設(shè)計的功能通過流程圖的形式進(jìn)行了介紹,硬件及軟件模塊的設(shè)計分別在第三章、第四章給以介紹。第三章 硬件設(shè)計模塊溫室大棚卷簾機(jī)控制系統(tǒng)硬件模塊主要由單片機(jī)主控制模塊、GSM短信收發(fā)模塊、溫度顯示模塊、按鍵模塊、步進(jìn)電機(jī)仿卷簾機(jī)五大模塊組成。下面分別對五大模塊進(jìn)行分析。 單片機(jī)主控制模塊 本模塊主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)搭建而成，主要包括復(fù)位電路與時鐘電路兩大部分，這里單片機(jī)主要進(jìn)行計算，判斷，進(jìn)制轉(zhuǎn)換等一系列工作，也是整個系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，下面具體介紹一下單片機(jī)主控制模塊的各個組成。 AT89S52功能簡介AT89S52和AT89S51（如圖）基本是一樣的，S52比S51多一個定時器，由于S52的定時器2不常用，故在此我們討論S51，它是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 ( 圖311 AT89S51引腳圖 ) 復(fù)位電路為確保單片機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的部分，復(fù)位電路有上電自動復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種，這里采用按鍵復(fù)位。其工作電路圖（）。 時鐘電路時鐘電路是單片機(jī)工作的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏，單片機(jī)就是通過復(fù)雜的時序電路完成不同指令功能的。時鐘的工作電路圖如（）。 （ 圖312 復(fù)位電路） （ 圖313 時鐘電路） GSM短信收發(fā)模塊GSM短信收發(fā)的主要功能是收發(fā)短信，當(dāng)溫度低于設(shè)定的值時自動給管理人員發(fā)送短信，給以報警提示，同時接受管理人員回復(fù)的短信，通過單片機(jī)判斷短信內(nèi)容，控制卷簾機(jī)的升降。 TC35模塊簡介 TC35是Siemens公司推出的新一代無線通信GSM模塊，可以快速安全可靠地實現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù)(Short Message Service)和傳真。 －，可以工作在900MHz和1800MHz兩個頻段，所在頻段功耗分別為2W（900M）和1W（1800M）。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、。此外，該模塊還具有電話簿功能、多方通話，漫游檢測功能，常用工作模式有省電模式、IDLE、TALK等模式。通過獨特的40引腳的ZIF連接器，實現(xiàn)電源連接、指令、數(shù)據(jù)、語音信號、及控制信號的雙向傳輸。通過 ZIF連接器及50Ω天線連接器，可分別連接SIM卡支架和天線。 TC35引腳極其用法簡介TC35有40個引腳，1～14引腳為電源部分，其中l(wèi)～5引腳為電源電壓輸入端VBATT+6～10引腳為電源地GND，ll～12引腳為充電端，13引腳為對外輸出電壓(供外部電路使用)，24～29引腳為SIM卡連接端；33～40引腳為語音接口用來接電話手柄。131和32引腳為控制部分，15引腳為啟動線IGT(Ignition)。當(dāng)TC35通電后必須給IGT一個大于100 mV的低電平，模塊才能啟動。30引腳為RTC BACK up；31引腳為掉電控制；32引腳為SYNC，16～23引腳為數(shù)據(jù)輸入／輸出端。啟動電路由漏極開路三極管控制。在這里，著重介紹下SYNC引腳，因為該引腳可以很好的反映TC35的工作狀態(tài)。SYNC引腳可以用來輸出一個同步信號（synchronizationsignal），也可以在應(yīng)用時來控制一個LED燈的輸出狀態(tài)。SYNC端通過一個三極管或門電路來控制LED。一個簡單的電路接法是：SYNC端通過一電阻接到NPN三極管（如9013）的基極，射極直接接地，集電極通過一個接限流電阻接到LED的負(fù)端，LED的正端接VCC。LED的工作模式完全類同于同步信號，顯示的是TC35的工作狀態(tài)：【1】LED燈滅，表示TC35電源關(guān)閉，處于休眠、報警或單純的充電模式【2】600ms亮/600ms滅，表示未插入SIM卡，或者個人身份未登記/已注銷，或者網(wǎng)絡(luò)正在搜尋中，或者正在進(jìn)行管理人員身份鑒定，或者網(wǎng)絡(luò)注冊正在進(jìn)行中【3】75ms亮/3s滅，表示網(wǎng)絡(luò)注冊成功（控制通道和管理人員交換信息完成），無來電【4】LED燈亮，依據(jù)不同的呼叫類型：聲音呼叫，數(shù)據(jù)呼叫，在建立或者完畢時的狀態(tài)。 溫度顯示模塊本模塊主要通過DS18B20溫度傳感器采集室內(nèi)溫度，將實時溫度顯示在LCD液晶上，并且當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時，將溫度值發(fā)送給管理人員，讓管理人員知道溫室內(nèi)溫度變化。 DS18B20溫度傳感器（1）DS18B20溫度傳感器簡介DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)
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