【正文】 究的價(jià)值。例如，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[3]可以實(shí)現(xiàn)大范圍的數(shù)據(jù)采集，也避免了繁瑣的布線工作；智能控制技術(shù)[4]可以實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的有效控制；通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)[56]，養(yǎng)殖戶通過互聯(lián)網(wǎng)對雞舍進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。中國雞禽養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)歷了穩(wěn)定快速發(fā)展，總產(chǎn)量大幅提高。育雛是雞禽生產(chǎn)中非常關(guān)鍵的養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，雞舍環(huán)境控制直接影響著雛雞的生長發(fā)育，因此，創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，培育出發(fā)育良好、健壯的雛雞，才能保障最終獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益[12]。這些技術(shù)特征雖為養(yǎng)殖戶帶來了方便，但是增加了養(yǎng)殖成本。目前，針對雞舍環(huán)境控制領(lǐng)域，永星電子儀表有限公司已經(jīng)推出的雞舍智能控制器，該儀器結(jié)合上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對雞舍環(huán)境的控制，功能全面且提供良好的人機(jī)交互界面，該產(chǎn)品由于使用上位機(jī)控制，成本較高，主要適合大規(guī)模飼養(yǎng)的養(yǎng)殖戶。本設(shè)計(jì)主要通過控制加熱、增濕和通風(fēng)裝置實(shí)現(xiàn)對溫濕度的自動(dòng)調(diào)控，而溫度與濕度之間存在相互反向制約的關(guān)系，導(dǎo)致溫濕度最終處于動(dòng)態(tài)平衡。據(jù)其資料介紹，傳感器的數(shù)據(jù)線SDA需單獨(dú)接至單片機(jī)I/O口完成通信，便導(dǎo)致一個(gè)傳感器占用一個(gè)管腳。 論文研究的內(nèi)容和目標(biāo) 論文研究的內(nèi)容 （1）按鍵模塊的設(shè)計(jì) 按鍵模塊作為養(yǎng)殖戶設(shè)置目標(biāo)溫濕度的輸入接口，其硬件電路的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)簡單，和減少占用單片機(jī)I/O口的原則；其軟件功能的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可設(shè)置任意溫濕度，簡單高效以避免養(yǎng)殖戶頻繁的操作。本設(shè)計(jì)應(yīng)選擇一種價(jià)格低廉、高性能的顯示器。由于，本設(shè)計(jì)采用模糊算法實(shí)現(xiàn)高精度的控制，相較于普通控制，增加了對參數(shù)值變化率的分析，因此，傳感器還應(yīng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和飄移抑制能力。而本設(shè)計(jì)中是通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊運(yùn)算[7]，而且要達(dá)到理想的控制效果，可見在軟件設(shè)計(jì)上具有相當(dāng)?shù)碾y度。 論文的結(jié)構(gòu)本論文的結(jié)構(gòu)如下：第一部分初步介紹了基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的溫濕度模糊控制器基本框架，和課題研究的背景和意義，以及論文研究的具體內(nèi)容和目標(biāo)。第五部分客觀地評價(jià)該模糊控制器，并對本設(shè)計(jì)進(jìn)行前景與展望分析。本設(shè)計(jì)采用具有單總線通信的AM2302數(shù)字溫濕度傳感器，通過采集控制電路實(shí)現(xiàn)對多個(gè)AM2302的數(shù)據(jù)采集工作，由于其僅占用主控芯片一個(gè)I/O通信口，也大大地節(jié)省了管腳資源。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)能浖O(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)各個(gè)硬件模塊的正常工作，良好的邏輯設(shè)計(jì)可節(jié)省硬件資源，降低設(shè)計(jì)成本。該控制器最多可支持7個(gè)采集點(diǎn)，經(jīng)測試，傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)到80米，可充分滿足普通雛雞雞舍的監(jiān)測條件。該傳感器在溫度為25℃的條件下，濕度誤差為177。模糊控制作為智能技術(shù)的重要組成部分，具有較為完善的理論體系，并已在諸多領(lǐng)域取得良好的控制效果。本設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)操作方便，且具有良好的人機(jī)交互效果，故對控制器各模塊進(jìn)行人性化布局。AM2302采用單總線通信方式，單片機(jī)將數(shù)據(jù)線SDA拉低1毫秒作為起始信號(hào)，AM2302響應(yīng)信號(hào)后直接輸出40位數(shù)據(jù)，其格式為“濕度高位+濕度低位+溫度高位+溫度低位+校驗(yàn)位”。（2）74LS138芯片74LS138是3線8線的譯碼器，其工作原理為：當(dāng)選通端G1為高電平，且/G2A和/G2B均為低電平時(shí)，才能將地址端A、B、C的二進(jìn)制編碼在對應(yīng)的輸出端以低電平譯出；另外，能利用G/G2A和/G2B級聯(lián)拓展成2線 4線譯碼器，外接反相器可級聯(lián)拓展成32線譯碼器等等功能。其中，CCCC4作為各緩沖器選通的使能端，僅當(dāng)使能端為低電平時(shí)，輸入端才能將數(shù)據(jù)傳送到輸出端；反之輸出端呈現(xiàn)高阻態(tài)，近似于斷路狀態(tài)，電壓信號(hào)跟隨外部電路變化而變化。因此，74HC14的運(yùn)用有利于改善信號(hào)，提升電路穩(wěn)定性。該芯片的管腳圖如圖8所示。，此運(yùn)用了三態(tài)門在未選通狀態(tài)下的高阻輸出特性，可有效消除各采集點(diǎn)之間的電平影響。此采用獨(dú)立按鍵的方法，共使用五個(gè)獨(dú)立按鍵，各按鍵的用途分別是復(fù)位、切換、增大、減小和啟動(dòng)。本設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)置電路如圖12所示。本設(shè)計(jì)采用LCD1602液晶屏，其可方便地與8位單片機(jī)相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；其擁有三條控制端，分別是寄存器選擇端RS，讀/寫端R/W和片選端E，控制信號(hào)的組合功能如下表2。本設(shè)計(jì)通過ULN2003芯片驅(qū)動(dòng)常用的SRD05VDCSLC繼電器，從而實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開關(guān)控制。本設(shè)計(jì)繼電及報(bào)警電路如圖14所示。4 軟件設(shè)計(jì) 按鍵模塊本設(shè)計(jì)采用五個(gè)獨(dú)立按鍵，其復(fù)位鍵接至單片機(jī)專用復(fù)位管腳，因此，隨時(shí)操作復(fù)位按鍵均可實(shí)現(xiàn)控制器的復(fù)位，而其余功能鍵的操作僅在參數(shù)設(shè)置階段才有效。本設(shè)計(jì)采用兩行、16位、57點(diǎn)字型和自定義“↓”字型，LCD1602液晶屏的初始化程序如下： 初始化程序的控制指令具體為：0X38H表示設(shè)置顯示模式，0X08H表示關(guān)閉顯示，0X0C表示開顯示及光標(biāo)設(shè)置，0X01表示清屏，0X04表示讀或?qū)懖僮骱蟮刂分羔樑c光標(biāo)均減一，寫操作后整屏顯示不移動(dòng)。 初始化歡迎界面設(shè)置提示參數(shù)設(shè)置并顯示啟動(dòng)？采集顯示輸出顯示半秒延時(shí)是否圖15 LCD1602工作流程圖 采集模塊 AM2302采用單總線通信協(xié)議，其典型的工作原理為：單片機(jī)先將數(shù)據(jù)線拉低1mS，作為傳感器的起始信號(hào)，此后由于上拉電阻的作用數(shù)據(jù)線被拉至高電平，并維持約30uS，直到傳感器出發(fā)80uS低電平和80uS高電平的響應(yīng)信號(hào)；單片機(jī)接收到相應(yīng)信號(hào)后，便立刻轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，開始接收和識(shí)別數(shù)據(jù)線上的電平信號(hào)，并設(shè)定高電平持續(xù)26uS表示0和70uS表示1，從而最終將電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為40位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其中包括16位溫度、16位濕度和8位效驗(yàn)碼。單片機(jī)執(zhí)行采集程序時(shí)，并向該傳感器發(fā)送1mS的起始信號(hào)，便開始接受該傳感器數(shù)據(jù)，其程序?qū)崿F(xiàn)如圖16所示。模糊控制系統(tǒng)中主要包括模糊化、知識(shí)庫、模糊推理和解模糊四個(gè)部分。其中，選擇溫度和濕度與設(shè)定值之差值，和其差值的變化率作為模糊控制器的輸入，經(jīng)模糊推理得到模糊控制器的輸出值：0表示正常、1表示偏高、2表示偏低。 圖18 溫度變量隸屬度函數(shù)EC1U1E1表4 模糊規(guī)則表12840481230999966320999663EC1U1E1310996330006630366100033699203366999203669999圖19 濕度變量隸屬度函數(shù)表5 模糊規(guī)則表EC2U2E2302010010203075999966350999663325996330006630366250033699503366999753669999 本系統(tǒng)使用STC89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)模糊運(yùn)算，經(jīng)模糊推理后， U1的范圍為[360,360]，U2的范圍為[2250,2250]。同理可設(shè)，濕度表征為0時(shí)，則是室內(nèi)濕度與外界濕度之差在10%以內(nèi)，其詳細(xì)分類參考表6。若雞舍溫度較設(shè)定值偏低，則啟動(dòng)加熱裝置；若雞舍濕度較設(shè)定值偏低，則啟動(dòng)增濕裝置；若雞舍溫度或濕度較設(shè)定值均偏高，則根據(jù)表6和圖20，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的控制電路，控制程序結(jié)構(gòu)如圖20。圖21 模型箱體圖22 傳感器布局系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)如圖23所示，其中加熱裝置采用2個(gè)功率為340瓦的熱源，且對稱放置在模型箱體內(nèi)；通風(fēng)裝置采用縱向通風(fēng)的方式，179。同時(shí)，記錄下初始溫濕度，此后每隔半分鐘則記錄1次舍內(nèi)溫濕度。圖25 測試曲線由圖25可知，隨著溫度或者濕度的增加，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟通風(fēng)裝置，故易導(dǎo)致內(nèi)部環(huán)境的波動(dòng)；其中，溫度曲線具有較好的收斂性，并且基本不受到濕度和通風(fēng)的影響；而因濕度易受到溫度和通風(fēng)的影響，導(dǎo)致濕度曲線波動(dòng)較大。因此，單片機(jī)管腳的分配直接影響到主控板布局和PCB布線。因此，本文研究著重實(shí)現(xiàn)模糊控制算法的等效簡化，并采用整型變量以避免浮點(diǎn)運(yùn)算，由于采集的溫濕度往往帶有小數(shù)位，故對溫濕度均采用放大10倍轉(zhuǎn)化為整型輸入，而放大過后的數(shù)值可能會(huì)超過256，故在程序設(shè)計(jì)中溫濕度變量均采用16位定義；另外，本設(shè)計(jì)不采用除法運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算中的所有中間變量均為整數(shù)，減少單片機(jī)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。本文研究充分考慮到通風(fēng)操作對舍內(nèi)環(huán)境的影響，通風(fēng)除了將舍內(nèi)空氣排出，也會(huì)使舍內(nèi)環(huán)境受到舍外環(huán)境的干擾，嚴(yán)重時(shí)可能使舍內(nèi)環(huán)境發(fā)生劇變。 前景與展望目前，中國中小規(guī)模的雛雞飼養(yǎng)企業(yè)，還是主要依靠人工經(jīng)驗(yàn)管理，而且需全天候監(jiān)督，呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)：養(yǎng)殖基礎(chǔ)設(shè)施落后，機(jī)械化程度低，人力勞動(dòng)成本高；自動(dòng)、智能化程度低，環(huán)境控制波動(dòng)大，養(yǎng)殖安全隱患高[1718]。me Mendes ,J252。四年的學(xué)習(xí)生活，我非常感謝我的專業(yè)老師，您們的諄諄教誨讓我收獲到了非常豐富的課堂知識(shí)，也讓我了解到電子世界的神奇，逐漸樹立了走向電子崗位的職業(yè)目標(biāo)，再次由衷地感謝各位老師。 //1602讀寫引腳sbit RS = P1^5。 //減小sbit P_QD = P2^7。 //增濕sbit P_TF = P3^3。 // Csbit FX = P1^7。 // {溫度0，濕度0,溫度1，濕度1,溫度2，濕度3......} 實(shí)際值*10uchar Sensor_Check。uint code jiantou_xi[] = {0X04,0X04,0X04,0X04,0X15,0X0E,0X04,0X04}。 //存儲(chǔ)溫度設(shè)置值 idata uintlong shidu_set=600。 //切換標(biāo)志位uint flag_ZD=0。 //NS表示（內(nèi)設(shè)），0表示相等，1表示內(nèi)高設(shè)，2表示內(nèi)低設(shè)uint flagshidu_NW=0。uintlong xdata EC_shidu[2]={600,600}。idata uintlong wendu_OUT = 0。 //解模糊shidu_OUT int code rules[7][7]={ // 溫度規(guī)則表 濕度規(guī)則表//誤差變化率 12 8 4 0 4 8 12 // 誤差177。// 75xdata uint wendu_E_FE[4] ={3,0,3,0}。xdata uintlong wendu_U[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}。 _nop_()。 }}void Delay(uintlong t) // i*1毫秒延時(shí) { uint x。j++) for(x=0。 }}bit Busy() // 忙檢測{ bit busy_flag = 0。 delay()。 return busy_flag。 E = 0。 E = 1。 RS = 1。 P0 = del。 E = 0。 Delay(5)。 wcmd(0x08)。}void L1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign) //單字符輸入{ uchar a。 wcmd(a)。 if(hang == 2) a = 0xc0。\039。 p++。 wcmd(0x01)。 wcmd(0X40)。 } if(flag_QH==1) { wcmd(0X8C)。 L1602_string(2,1,T= RH= )。 P1 = 0XFF。 }void wendu_display()//溫度的實(shí)際顯示，可全程調(diào)用{ uchar wendu_shi。 if(wendu500) wendu=500。 L1602_char(2,3,wendu_shi)。 L1602_char(2,6,wendu_fen)。 uchar shidu_fen。 shidu_ge =shidu/10%10+0X30。 L1602_char(2,13,shidu_ge)。 } void zengda() //增大設(shè)定值{ if(flag_QH==0) { wendu=wendu+10。 shidu_set=shidu。//對設(shè)置值進(jìn)行賦值 wendu_display()。 }}void keys() //按鍵檢查 { while(1) { while((P_QH==1)amp。(P_JX==1)amp。 //protues中按鍵閉合時(shí)間較長 if(P_QH==0) { if(flag_QH==0) flag_QH=1。 if(P_ZD==0) { flag_ZD=1。 jianxiao()。 //防止一次按鍵操作多次執(zhí)行 } }void qidong(){ L1602_string(1,1, running... )。 // I/O口指示（數(shù)字1代表通，數(shù)字0代表不通） Delay(1000)。i++) { Sensor_Data[i] = 0x00。 for(i=0。