【正文】 C02濃度和施肥等，進(jìn)行自動控制和調(diào)節(jié)成為溫室控制的主要方式。各種專家系統(tǒng)在收集、整理農(nóng)業(yè)專家知識時并沒有把專家是如何學(xué)習(xí)和獲得這些知識的過程整理出來，這樣開發(fā)的專家系統(tǒng)并不具有真正的學(xué)習(xí)能力。滿足了對作物生長狀態(tài)實行全面、實時、長期監(jiān)測的要求?！敉ㄐ畔到y(tǒng)具有較高的可靠性、較好的實時性和較強的抗干擾能力。因此在設(shè)計時，要盡可能減少人機交互接口，多采用操作內(nèi)置或簡化的方法。 硬件結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)以單片機Atme189S51為核心，數(shù)據(jù)采集、存儲、顯示、報警以及上傳至計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)處理都要通過單片機。系統(tǒng)硬件電路由溫度傳感器、單片機、RS—485串口通信和計算機組成。單片機主要是對溫度傳感器DS18B20進(jìn)行編程，讀取溫度傳感器的溫度值，并把溫度值通過串口通信送入計算機。計算機主要是進(jìn)行編程，對溫度進(jìn)行顯示、報警和控制等。該溫度測控系統(tǒng)的工作原理就是進(jìn)行計算機編程和單片機編程，使智能溫度傳感器DS18B20正常工作，去檢測大棚內(nèi)實際的溫度，并由數(shù)字顯示電路顯示出當(dāng)時的溫度值。適用于單總線協(xié)議。三種封裝形式：TO—92三腳塑封；SOT—223四腳平面封裝和C—Lead六腳表面安裝封裝。模擬集成傳感器是采用硅半導(dǎo)體集成工藝而制成的，因此亦稱硅傳感器或單片集成溫度傳感器。它是微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動測試技術(shù)(ATE)的結(jié)晶。 DS18B20的介紹DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS18B20之后最新推出的一種數(shù)字化單總線器件，屬于新一代適配微處理器的改進(jìn)型智能溫度傳感器。它在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820都有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便和更令人滿意的效果。(5)通過編程可實現(xiàn)9—12位的數(shù)字讀數(shù)方式。(11)內(nèi)含64位激光修正的只讀存儲ROM，扣除8位產(chǎn)品系列號和8位循環(huán)冗余校驗碼(CRC)之后，產(chǎn)品序號占48位。例如主機控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，必須經(jīng)歷三個步驟：每一次讀寫之前都要對DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。它把中央處理器、存儲器、輸入/輸出接口電路以及定時器/計數(shù)器集成在一塊芯片上，從而具有體積小、功耗低、價格低廉、抗干擾能力強且可靠性高等特點，因此，適合應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀器儀表和測控系統(tǒng)的前端裝置。它具有如下的一些特性：★指令和89C51產(chǎn)品兼容 ★內(nèi)含2K字節(jié)可重復(fù)編程快閃存儲器★耐久性1,000寫/擦除周期 ★~6V的工作電壓范圍★全靜態(tài)操作0Hz~24MHz ★二級程序存儲器加鎖★內(nèi)含128*8位內(nèi)部RAM ★15根可編程I/0引線★2個16位的計數(shù)器/定時器 ★6個中斷源★帶有可編程串行通訊口 ★可直接驅(qū)動LED輸出★片內(nèi)模擬電壓比較器 ★低功耗空載和掉電方式另外,該單片機還具有體積小,價格低等特點。 Pt100溫度傳感器溫度傳感器的種類比較繁雜，各種不同的溫度傳感器由于其構(gòu)成材料、構(gòu)成方式及測溫原理的不同，使得其測量溫度的范圍、測量精度也各不相同。但是標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度傳感器也存在價格昂貴，維護(hù)起來較為困難等缺點。本系統(tǒng)采用精密基準(zhǔn)電壓源LM399H產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，圖中參考電壓VREF即來自LM399H。A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)有：(1)分辨率表示A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。它包括由緩沖器和增益可編程放大器(PGA)組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路、∑△調(diào)制器、可編程數(shù)字濾波器等部件組成。完成對一個完全的輸出字的讀操作后，該引腳立即回到高電平。(2)零位控制：在設(shè)定的周期TC內(nèi)，觸發(fā)信號使主回路接通幾個周波(幾個完整的正弦波)，再斷開幾個周波，改變可控硅在設(shè)定周期內(nèi)的通斷時間比例，以調(diào)節(jié)負(fù)載上的交流電的平均功率，即可達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載功率的目的。雙向可控硅與單向可控硅的區(qū)別是：(1) 它在觸發(fā)之后是雙向?qū)āＳ脩舨恍枰罱ㄓ布娐肪涂梢詫Τ绦蜻M(jìn)行驗證，特別適合于偏重算法的程序。徹底解決80C51開發(fā)中仿真工具的瓶頸問題。vision2可以自動完成編譯匯編鏈接程序的操作；(2) C51編譯器和A51匯編器由Vision2 IDE創(chuàng)建的源文件可以被C51編譯器或A51匯編器處理生成可重定位的object文件。 Vision2操作界面 Vision2調(diào)試界面 利用KEIL開發(fā)系統(tǒng)軟件流程利用KEIL開發(fā)和調(diào)試系統(tǒng)軟件流程大致如下：(l)啟動Vision2，進(jìn)入KEIL軟件的集成開發(fā)環(huán)境；(2)利用KEIL內(nèi)置的文本編輯器進(jìn)行程序源文件的編輯，因為KEIL集成的文本編輯器對中文支持不是很好，可以選擇其他的編輯器(本文使用的文本編輯器是Ultraedit—32)，Vision2能夠自動識別外部改變了的源文件；(3)建立工程，指定針對哪種單片機進(jìn)行開發(fā)，指定對源程序的編譯、鏈接參數(shù)，指定調(diào)試方式(本文采用外部硬件仿真器仿真調(diào)試的方式，即使TKS仿真器仿真)，然后對工程進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；(4)設(shè)置好工程后即可進(jìn)行編譯、鏈接。電源模塊主要是電壓測試。在調(diào)試功能子程序時，許多參數(shù)都是未知的，要根據(jù)其所需的條件，給出假定的數(shù)據(jù)，使其運行，如果能完成預(yù)定的處理功能或與手工計算的結(jié)果相符，就說明該子程序己調(diào)試通過。當(dāng)程序在斷點處暫停時，查看PID計算的控制量與手工計算的值是否相同。因此，在分析了溫控箱的特性的基礎(chǔ)上，利用MATLAB系統(tǒng)辨識工具箱這個有力的工具對溫控箱的模型參數(shù)進(jìn)行辨識，然后對PID控制器的參數(shù)進(jìn)行整定，并且做了仿真實驗；(3) 采用C語言對系統(tǒng)的軟件編程，在開發(fā)過程中使用了TKS仿真器，這些都大大縮短了軟件的開發(fā)周期。在此，我對徐老師也表示誠摯的謝意。參考文獻(xiàn)[l]于海業(yè)，馬成林，陳曉光. 發(fā)達(dá)國家溫室設(shè)施自動化研究的現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，1997，(13)(增)：253~257.[2]吳軍輝，徐立鴻. 溫室環(huán)境集散控制系統(tǒng)中現(xiàn)場控制器的設(shè)計與開發(fā)[J].自動化儀表，2001，(5)：45~47.[3]董喬雪，王一鳴. 溫室計算機分布式自動控制系統(tǒng)開發(fā)[J].農(nóng)業(yè)工程報，2002(18).[4]黃宇飛，[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2001，(l).[5][J]. 控制系統(tǒng)的設(shè)計，2002，(4)[6]張福學(xué). 傳感器應(yīng)用及其電路精選[M].北京：電子工業(yè)出版社，1991.[7]沙占友. 智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2002，(6).[8]胡振宇，劉魯源，[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2002，(7).[9]〔J〕. 電子技術(shù)應(yīng)用，2000，(6)：66~68.[10]Dallas Programmable Resolution Onewire Digital Thermometer[Z].2000[11][J].電測與儀表，1999，(2).[12]周云波，DS18B20單線數(shù)字溫度計構(gòu)成的單線多點溫度測量系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1996(2)：15～20.[13]王仲生，智能檢測與控制技術(shù)(第1版).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002.[14](第1版) [M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，1997.[15]沙占友，王彥朋，[M].北京：電子工業(yè)出版社， 2003：135—137，222—226.[16]Ljung, Lennard. Theory And Practice of Recursive Identification [M].The MIT Press,1983[17]齊志才，—51系列單片機原理及接口技術(shù)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005[18](第二版) [M].北京：清華大學(xué)出版社，2006[19]尚玉沛，石林鎖，[J].傳感器技術(shù)，2000年第1期[20]過潤秋，(自然科學(xué)版)，第32卷第4期，2005年8月：505[21]房小翠，王金鳳，單片機實用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，國防工業(yè)出版社，1999，6378。結(jié) 論溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)中起著非常重要的作用。例如，調(diào)試PID算法子程序時，先調(diào)通其包含的各個運算子程序和參數(shù)處理子程序，然后將它們連起來進(jìn)行通調(diào)。單片機輸入輸出接口主要是信號測試。也可以生成下載到單片機存儲器上的HEX文件。KEIL A51宏匯編器支持80C51及其派生系列的所有指令集；(3) LIB51庫管理器LIB51庫管理器可以從由匯編器和編譯器創(chuàng)建的目標(biāo)文件建立目標(biāo)庫，這些庫是按規(guī)定格式排列的目標(biāo)模塊，可在以后被鏈接器所使用當(dāng)鏈接器處理一個庫時僅僅使用了庫中程序使用了的目標(biāo)模塊而不是全部加以引用；(4) BL51鏈接器定位器BL51鏈接器使用從庫中提取出來的目標(biāo)模塊和由編譯器匯編器生成的目標(biāo)模塊創(chuàng)建一個絕對地址目標(biāo)模塊，絕對地址目標(biāo)文件或模塊包括不可重定位的代碼和數(shù)據(jù)所有的代碼和數(shù)據(jù)都被固定在具體的存儲器單元中。TKS系列仿真器還可以同KEIL調(diào)試軟件無縫銜接并得到KEIL公司的強力技術(shù)援助具備強大的調(diào)試功能。使用了附加硬件后用戶就可以對程序的運行進(jìn)行控制，例如單步、全速、查看資源斷點等。因此雙向可控硅特別適合用作交流無觸點開關(guān)。它多用于大慣性的加熱器負(fù)載，采用這種控制，既實現(xiàn)了溫度控制，又消除了相位控制時帶來的高次諧波污染電網(wǎng)。根據(jù)通信寄存器中的寄存器選擇位，移位寄存器可以容納來自通信寄存器、時鐘寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的信息；(13)DIN串行數(shù)據(jù)輸入端，向片內(nèi)的輸入移位寄存器寫入的串行數(shù)據(jù)由此輸入。AD7705采用三線串行接口，具有兩個全差分輸入通道，%非線性的16位無誤碼輸出，其增益和輸出更新率均可編程設(shè)定，還可以選擇輸入模擬緩沖器，以及自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)方式。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)；(3)轉(zhuǎn)換誤差表示A/D轉(zhuǎn)換器實