【正文】 便，因此被廣泛使用。如此翻來(lái)覆去，形成方波輸出。 4. 二氧化碳傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)在二氧化碳濃度測(cè)量上采用響應(yīng)速度快、測(cè)量精度高、技術(shù)成熟的紅外二氧化碳?xì)怏w傳感器6004，并配合了一系列有效的補(bǔ)償措施。本模塊采用AT89C51單片機(jī)作為控制核心，通過(guò)各傳感器對(duì)溫室內(nèi)溫度、濕度、光照、CO2濃度等參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。ADC0809與AT89C51單片機(jī)的接口見(jiàn)圖2，ADC0809的8位數(shù)據(jù)輸出引腳直接與數(shù)據(jù)總線相連，地址譯碼引腳A、B、C分別與74LS373的Q0、2相連，以選通INO~IN7中的一個(gè)通道, INO~IN7的通道地址為EFF8HEFFFH。TC1602型LCD是一種用57點(diǎn)陣圖形來(lái)顯示字符的液晶顯示器，顯示的容量為2行16個(gè)字。主控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖35 所示。 執(zhí)行設(shè)施及電氣控制設(shè)計(jì) 1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)溫室的執(zhí)行機(jī)構(gòu)可分為兩大類:一類是正反轉(zhuǎn)運(yùn)行電機(jī)，如開(kāi)窗、拉幕等，這些電機(jī)需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，必須有限位開(kāi)關(guān)；另一類是開(kāi)關(guān)控制設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水泵等［2］。而且不同的設(shè)備還可以單獨(dú)設(shè)定采用不同的控制策略，比如灌溉控制，采用按時(shí)間控制；微氣候控制，可以根據(jù)設(shè)定的溫度、濕度目標(biāo)值，控制目標(biāo)值的變化，該控制方式可以采用前饋式和后饋式控制策略。SQ表示行程開(kāi)關(guān)，SB表示帶鎖按鈕，SW表示三位置旋鈕，分別用于把各自的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入PLC到中。圖38 單片機(jī)與PLC的接口電路通過(guò)FX2N485BD通信板實(shí)現(xiàn)PLC與單片機(jī)通信，通信板與單片機(jī)的接線方法如圖38所示。電氣接口標(biāo)準(zhǔn)與單片機(jī)通信時(shí)采用的格式是：1）異步半雙工；2）波特率：9600bps；3）奇偶校驗(yàn)：偶校驗(yàn)；4）幀校驗(yàn)：累加方式（和校驗(yàn)）；5）字符形式：ASCLL碼。上位機(jī)程序用組態(tài)軟件 MCGS編寫(xiě)，包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分，所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，監(jiān)視溫室環(huán)境狀態(tài)及機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，保存和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，傳遞人的控制命令去控制溫室機(jī)構(gòu)運(yùn)行。IN1通道A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存放首址LINEADRO EQU 37H 。標(biāo)度變換后的濕度值存放地址BCDADR EQU 3CH 。延時(shí)參Cl00US EQU 3FHSHOWADR EQU 40H 。設(shè)置堆棧MOV HUMADR, OFFHSETB OD3H 。調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序LCALL MAOPAO。延時(shí)等待兩妙鐘LCALL BCDTURN。調(diào)用報(bào)警延時(shí)子程序進(jìn)行灌溉動(dòng)作LCALL TIMEORL P1, 02HLCALL TENMIN。 啟動(dòng)INO通道A/D轉(zhuǎn)換GOON: MOVX DPTR, AMOV R7, OAOH。下位機(jī)軟件在GX ，而PLC本身又有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如梯形圖語(yǔ)言、指令語(yǔ)句表語(yǔ)言、功能表語(yǔ)言等。濕簾風(fēng)機(jī)與濕簾水泵為同時(shí)控制。由于各環(huán)境參數(shù)之間的禍合關(guān)系，某一環(huán)控設(shè)備的啟閉會(huì)對(duì)多個(gè)環(huán)境因子產(chǎn)生影響，如打開(kāi)濕簾水泵不僅使溫室內(nèi)的濕度增大，還使溫室內(nèi)的溫度降低。(2)溫度、濕度采用聯(lián)合控制策略，策略如表41。光照強(qiáng)度光照下限時(shí)，打開(kāi)補(bǔ)光鈉燈；CO2濃度濃度上限或者CO2濃度濃度下限時(shí)，開(kāi)窗通風(fēng)換氣。本文選取室內(nèi)溫度和濕度作為主要被控制量，以加熱器、風(fēng)扇、噴淋、天窗和側(cè)窗等執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為控制手段。算法實(shí)現(xiàn)主要分以下幾個(gè)步驟：第一步：計(jì)算誤差。依據(jù)溫室環(huán)境的實(shí)際情況和操作經(jīng)驗(yàn)，選取誤差（ee2）、控制量（yyyy4）的基本論域?yàn)椋篬5，5]。第三步：建立模糊控制規(guī)則。系統(tǒng)將根據(jù)實(shí)際輸入量的模糊值E1和E2通過(guò)查詢表得到實(shí)際控制量YYYY4，解模糊后，加到系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入端去控制其工作。通過(guò)DDE，工程人員可以利用PC機(jī)豐富的軟件資源來(lái)擴(kuò)充MCGS的功能，比如利用VSIUALBASIC開(kāi)發(fā)服務(wù)程序。用戶可方便對(duì)溫室生產(chǎn)狀況及控制器的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行更改。提供實(shí)時(shí)報(bào)警和歷史報(bào)警。提供系統(tǒng)運(yùn)行，用戶管理方面的設(shè)置。提供系統(tǒng)使用說(shuō)明文件。如此不斷循環(huán)，以保證溫室作物所需的生長(zhǎng)環(huán)境。（3）采用單片機(jī)+PLC+PC機(jī)組成的溫室綜合控制系統(tǒng)，用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能，可降低成本、節(jié)約空間，PLC編程靈活，PC機(jī)存儲(chǔ)空間大，因此，具有相當(dāng)高的性價(jià)比；（4）提出模糊智能控制方案，采用兩輸入四輸出結(jié)構(gòu)的模糊控制器，符合溫室環(huán)境是一個(gè)非線性、分布參數(shù)、時(shí)變、大時(shí)延、多變量藕合的復(fù)雜對(duì)象的實(shí)際；（5）采用先進(jìn)的MCGS組態(tài)軟件，可自動(dòng)檢測(cè)并記憶全年任意時(shí)間的環(huán)境溫度地溫及濕度值，還可根據(jù)需要，預(yù)先設(shè)定自動(dòng)記錄各種數(shù)據(jù)的時(shí)間周期；采用可視化編程，提高了編程效益。歸納起來(lái)，得到以下結(jié)論：（1）提出了基于上、下位機(jī)溫室控制結(jié)構(gòu)模式。被啟動(dòng)的下位機(jī)，一方面啟動(dòng)各種傳感器來(lái)測(cè)量溫室環(huán)境，將采集到的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路換成相應(yīng)的數(shù)字量后，送入下位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、判斷分析并進(jìn)行保存，另一方面把上次采集到的數(shù)據(jù)向上位機(jī)發(fā)送，同時(shí)根據(jù)上位機(jī)發(fā)出的控制信號(hào)去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以達(dá)到溫室作物所需的環(huán)境。查詢實(shí)時(shí)及理論環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。提供實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線。提供實(shí)時(shí)報(bào)表查詢，歷史報(bào)表查詢和日?qǐng)?bào)、周報(bào)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。通過(guò)溫室內(nèi)三維動(dòng)態(tài)畫(huà)面及二維平面畫(huà)面的演示，用戶可在控制室內(nèi)掌握溫室的實(shí)際生產(chǎn)情況。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)是windows實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用程序之間通訊的一種手段。控制規(guī)則1的意義如下: 當(dāng)系統(tǒng)給定溫濕度值與實(shí)測(cè)溫濕度值的誤差都為負(fù)大(NB)時(shí)，輸出控制量Y1應(yīng)為正大(PB)、Y2為正大(PB)、Y3為負(fù)大(NB)、Y4為負(fù)大(NB)，以減小負(fù)偏差，使實(shí)際溫濕度趨近于給定值。并選取相應(yīng)的模糊子集如下：A={PL，PM，PS，PO，NO，NS，NM，NL}； C={PL，PM，PS，O，NS，NM，NL}。第二步：模糊化。因此，本系統(tǒng)采用兩輸入四輸出結(jié)構(gòu)的模糊控制器，將溫濕度誤差ee2作為控制器輸入，控制器的輸出變量分別用yyyy4 表示，模糊控制器結(jié)構(gòu)如圖41所示。溫室環(huán)境是一個(gè)非線性、分布參數(shù)、時(shí)變、大時(shí)延、多變量藕合的復(fù)雜對(duì)象，被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型很難建立，為此，采用模糊控制來(lái)解決。(空氣濕度高低反應(yīng)土壤水分的多少)。需要增溫增濕時(shí)，采用打開(kāi)供熱水泵的方法，一方面溫度增加了，但同時(shí)濕度也降低了，給溫度方面的控制帶來(lái)了負(fù)面影響?？刂撇呗?。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)涉及的電氣設(shè)備中:保溫被在早晨打開(kāi)，夜間收攏。將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)送入以ADTURNO為首址的一片RAM內(nèi)INC RODJNZ R6, ADLOOPSJMP ADRET PLC部分的軟件PLC部分用梯形圖編輯主控程序，設(shè)計(jì)為“手動(dòng)”、“自動(dòng)”兩種工作方式，根據(jù)從單片機(jī)送來(lái)的實(shí)測(cè)參數(shù)與預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行自動(dòng)控制，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)?；氐街鞒绦駽OMP:JC DONELJMP RUNEND 采樣子程序設(shè)計(jì)根據(jù)電路圖5，因EOC未接入單片機(jī)，故只能采用延時(shí)等待的方法來(lái)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，ADC0809的INO和INl兩個(gè)地址分別是OBFF8H, OBFF9H, INO通道采集到的11個(gè)數(shù)據(jù)放入以ADTURNO(片內(nèi)21H)為首址的一片數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)，IN1通道采集到的11個(gè)數(shù)據(jù)放入以ADTURN1(片內(nèi)2CH)為首址的另一片數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。調(diào)用顯示子程序Mov A, HUMIDCJNE A, HUMADR, COMP。調(diào)用濕度轉(zhuǎn)換子程序Mov A, HUMID。選中寄存器0CLR OD4HMov TMOD, 22H。定時(shí)器0中斷服務(wù)程序入口Limp TOINTORG 0023H 。上位機(jī)傳來(lái)的濕度值存放地址TIMEADR EQU 3EH 。INl采集數(shù)據(jù)經(jīng)濾波處理數(shù)據(jù)存放地址LINEADR EQU 39H 。 主程序設(shè)計(jì)ADTURNO EQU 21H 。單片機(jī)部分用匯編語(yǔ)言編程，主要完成數(shù)據(jù)采集處理和溫濕度的顯示/報(bào)警，數(shù)據(jù)采集與轉(zhuǎn)換由ADC0809來(lái)完成，其接口控制程序采用中斷方式；本系統(tǒng)選用TC1602型LCD液晶顯示器，顯示掃描由程控實(shí)現(xiàn)；將實(shí)測(cè)參數(shù)與預(yù)先設(shè)定的上下限值進(jìn)行比較，如有越限量，則發(fā)出聲光報(bào)警。另外，485總線上傳送的是差模信號(hào)，RDA和SDA之間的電平相差4V以上，如果將RDA和SDA直接相連，無(wú)法進(jìn)行任何一個(gè)方向的通信，因此，在RDA和SDA之間接入的330歐姆端子電阻解決問(wèn)題。該通訊口具有雙重功能，較常用的基本功能是采用編程軟件GX 、內(nèi)部狀態(tài)和數(shù)據(jù)的監(jiān)控；另一功能是與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。2. 電氣控制設(shè)計(jì)（1）溫室控制子系統(tǒng)組成圖36 溫室控制子系統(tǒng)組成（2)電氣主回路的實(shí)現(xiàn)接觸器位于主回路中，以實(shí)現(xiàn)三相電機(jī)的啟動(dòng)、停止與換向以及單相電機(jī)的啟動(dòng)、停止。噴灌系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，是溫室自動(dòng)控