【正文】 ℃ ，滿刻度范圍誤差為177。方案二的后續(xù)電路簡單，占用的 I/O 口數(shù)量少，為整體設(shè)計留出了足夠的 I/O 口資源。 9 方案二：采用光敏電阻。 系統(tǒng)的組成和工作原理 硬件系統(tǒng)主要有信號采集、信號分析、信號處 理 三個 部分 組成。 光照度控制部分流程如下 圖 34： 光照度的控制主要靠遮陽幕的開關(guān)，光照度過高時，系統(tǒng)通過關(guān)閉大棚頂部的遮陽幕，避免陽光直射作物，減小光照度，及減少強光對作物生長的影響。 等量電容 HS1101/HS1100 通過 R19 與 R20 充電到門限電壓（約 ），通過 R19 放電到觸發(fā)電平（約 ），然后 R20 通過引腳 7 短路到地。手動復(fù)位是指通過接通一按鍵開關(guān)，使單片機進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。在這里 ,繼電器驅(qū)動含有兩個意思：一是對繼電器進(jìn)行驅(qū)動，因為繼電器本身對于單片機來說就是一個功率器件；還有就是繼電器去驅(qū)動其他負(fù)載 ,比如繼電器可以驅(qū)動中間繼電器，可以直接驅(qū)動接觸器，所以，繼電器驅(qū)動就是單片機與其他大功率負(fù)載接口 [11]。 主程序流程 圖 主程序的流程如圖 51 19 開 始掃 描 鍵 盤清 標(biāo) 志清 顯 示初 始 化 和 位定 義各 參 數(shù) 采 集各 參 數(shù) 顯 示各 參 數(shù) 與 設(shè) 置 值 比較 ， 是 否 需 要 調(diào) 節(jié) ？啟 動 繼 電 器控 制 電 路 ，調(diào) 節(jié) 參 數(shù)YN結(jié) 束 圖 51 主程序流程圖 當(dāng) 單片機上電后，主程序開始運行，程序以開始初始化各參數(shù)的設(shè)置和端口定義后，清各標(biāo)志位和 LCD1602 的顯示，然后進(jìn)行鍵盤掃描，再利用各傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將采集的數(shù)據(jù)和設(shè)置好的參數(shù)進(jìn)行對比，如果對比結(jié)果顯示需要調(diào)節(jié)，啟動相應(yīng)的繼電器控制電路對溫室中需要調(diào)節(jié)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)并顯示在 LCD1602 上，如果比較結(jié)果顯示不需要調(diào)節(jié)，則不啟動繼電器控制電路，直接顯示參數(shù)，然后對鍵盤進(jìn)行循環(huán)掃描。 uchar code tempset[]={tempset: }。 float temp1=0。 sbit relay3=P1^7。 sbit rd=P3^7。 //DS18B20 初始化 DS=0。 DS=0。 return (dat)。 //將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回 } void tmpwritebyte(uchar dat) //write a byte to ds18b20 { //寫一個字節(jié)到 DS18B20 里 uint i。 if(testb) //write 1 寫 1 部分 { DS=0。while(i0)i。 dsreset()。 T_L=tmpread()。 temp1=(T_H*256+T_L)*T_cont。 t_feng=y/10。 //啟動 ADC rd=0。 //十位數(shù) i_ge = (inte1%10)。 //開始讀轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù) _nop_()。 //百位數(shù) h_shi = (hun1%100)/10。 //下三行表示 E 高脈沖到來就開始轉(zhuǎn)換 delay(10)。 lcden=1。 lcden=0。 delay(10)。 37 } void print2(uchar a1,uchar t1) //輸出設(shè)置溫度數(shù)據(jù)到 1602 { uchar sshi,sge。 if(s1==0) { s1num++。 write_(0x80+9)。 write_(0x80+11)。 print1(0x8e,0x56)。 write_(0x80+10)。 if(tempset1==15) tempset1=40。 if(s3==0) { while(!s3)。 write_(0x80+10)。 if(inteset1==0) inteset1=25。 print1(12,0x2e)。 print1(0xc9,t_shi+0x30)。 print2(11,hunset1)。 print1(0xc8,0x20)。 print2(9,inteset1)。 print1(0xc8,0x20)。 print1(0x8e,0x56)。 print1(0xcd,0x25)。 print1(0x8e,0x20)。 print1(0xcd,t_miao+0x30)。 else print1(0xc7,0x2b)。 } } if(s4num!=0) { if(s4num==1) { print(0x80,tempset)。 if(s3==0) { while(!s3)。 if(hunset1==10) hunset1=90。 write_(0x80+10)。 if(s3==0) { while(!s3)。 39 s4num=1。 print1(0x8b,0x30)。 print(0x80,hunset)。 print1(0x8e,0x43)。 write_data(sshi+0x30)。) {write_data(*str++)。 delay(10)。 tempset1=25。 lcdrw=0。 lcden=0。 //讀出的濕度數(shù)據(jù)賦與 hun1 rd = 1。 //P1 置位 cs2=0。 //讀出的光照度數(shù)據(jù)賦與 inte1 rd = 1。 //讀 ADC ReadPort = 0xff。 t_shi=y/1000。 if(k==0x08) T_sign=1。 dsreset()。 } } } void readtemperature() //讀溫度函數(shù) { uint y。 i=8。j=8。i=8。i++。 i=4。x) for(y=110。 sbit lcdrw=P3^3。 sbit s3=P1^2。 uchar code inteset[]={inteset: }。按鍵 S2 和 S3 作用是調(diào)節(jié)參數(shù)值，每次按下 S2，當(dāng)前設(shè)置的參數(shù)值就加一。 系統(tǒng)的程序設(shè)計包括以下幾個方面：（ 1）鍵盤掃描 [12]。鍵盤電路 如 圖 46： S2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPB 圖 46 鍵盤電路圖 繼 電器控制電路 單片機是一個弱電器件，一般情況下它們大都工作在 5V 甚至更低。根據(jù)光敏電 阻在不同的光照下有不同的阻值，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后輸入到單片機內(nèi)進(jìn)行處理。 STC89C52[6]單片機管腳如 圖 35： 13 圖 35 STC89C52 單片機管腳 定義圖 特點 ADC0804[7]為 8bit 的一路 A/D 轉(zhuǎn)換器，其輸入電壓范圍在 0— 5v，轉(zhuǎn)換速度小于 100us，轉(zhuǎn)換精度 ﹪，滿足設(shè)計的精度要求。 硬件系統(tǒng)的原理方框圖如 圖 31： 10 溫 室 大 棚溫 度 傳 感器濕 度 傳 感器光 照 度 傳感 器A / DS T C 8 9 C 5 2L E D 顯 示 屏鍵 盤控 制 電 路執(zhí) 行 部 件滴 灌 設(shè) 備排 氣 扇 及噴 霧遮 陽 幕 圖 31 硬件系統(tǒng)的原理 圖 開 始濕 度 是 否 在 設(shè) 定 的 適宜 范 圍 內(nèi) ？濕 度 是 否 高 于 設(shè) 定 的 適宜 范 圍 的 上 限 ？滴 灌 設(shè) 備 繼電 器 斷 開濕 度 是 否 低 于 設(shè) 定 的 適宜 范 圍 的 下 限 ？NNN結(jié) 束滴 灌 設(shè) 備 停止 工 作滴 灌 設(shè) 備 繼 電器 吸 合 一 分 鐘滴 灌 設(shè) 備 開 始工 作YYY 圖 32 土壤濕度控制 流程圖 11 土壤濕度控制部分流程 如圖 32: 單片機通過濕度傳感器檢測土壤的濕度，若土壤的濕度過低，單片機就打開 滴灌設(shè)備的電磁閥 一分鐘 ，對作物進(jìn)行滴灌作業(yè)，增加土壤濕度，經(jīng)過一段時間，單片機再次檢測土壤濕度，如果濕度過高，就關(guān)閉滴灌設(shè)備的電磁閥 ，停止滴灌作業(yè) 。 比較以上兩個方案，方案一雖然具有更好的設(shè)計精度和線性度，但性價比不如光敏電阻好。 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H。 方案二：采用 DS18B20 溫度傳感器 [5]。因此，我們選擇方案二作為本設(shè)計的濕度傳感器。電容式、電阻式和濕漲式濕敏元件分別是根據(jù)其高分子材料吸水后的介電常數(shù)、電阻率和體積發(fā)生的變化進(jìn)行濕度的測量。最后通過單片機 STC89C52 處理后顯示在 1602 液晶顯示屏上，并通過控制繼電器的開合控制相應(yīng)的調(diào)節(jié)部件對植物的生長環(huán)境的各項參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到適合植物生 6 長的環(huán)境條件。 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標(biāo)準(zhǔn)，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應(yīng)的測控軟件，不利于在我國廣泛地推廣，而當(dāng)今在我國大多數(shù)地方對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量，光照強度的檢測與控制都采用人工管理，存在著測控精度低、勞動強度大及由于測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。 【關(guān)鍵詞】 單片機、濕敏傳感器、數(shù)字溫度傳感器、光敏電阻、繼電器控制。 論文完成了以 STC89C52 單片機為核心對空氣溫度、土壤濕度、光照度進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示等系統(tǒng)的基本框圖 、 工作原理和繼電器控制 的 設(shè)計 的闡述 。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，所以對大棚內(nèi)的溫度、濕度與光照強度等參數(shù)的控制就顯的非常重要了。 設(shè)計過程及工藝要求 在本系統(tǒng)中為了保證對溫度、濕度和光照度的檢測的實時性和準(zhǔn)確性，采用了數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 來檢測溫度。 傳感器是實現(xiàn)測量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒有傳感器對原始信號進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)就無法實現(xiàn)要求的各項功能。 方案二：采用 HS1100/ HS1101 濕度傳感器 [3]?！?，當(dāng)電源電壓在 5— 10V 之間，穩(wěn)定度為 1﹪ 時，誤差只有 177。故我們采用方案二作為本系統(tǒng)的溫度傳感器。光敏電阻的工作原理是 當(dāng) 有光線照射時，電阻內(nèi)原本處于穩(wěn)定狀態(tài)的 電子 受到 激發(fā) ，成為 自由電子 ， 所以光線越強，產(chǎn)生的自由電子也就越多，電阻就會越小 。 （ 1） 信號采集 由 HS110 DS18B光敏電阻組成。當(dāng)光照度過低時，就打開遮陽幕，增加光照度。傳感器由不同的電阻 R20 與R19 充放電。系統(tǒng)上電運行后，如果需要復(fù)位，只需通過手動復(fù)位就可以實現(xiàn)。本設(shè)計采用的繼電器控制電路如圖 47： K1RelaySPDT1KR3010KR33VCCVCCRELAY1Q1NPND1Diode 1N5401123排氣扇及噴霧設(shè)備Header 3H 18 圖 47 繼電器控制電路圖 圖中的三極管起開關(guān)的作用，當(dāng)單片機輸出高電平時，三極管導(dǎo)通，繼電器吸合。 20 參數(shù)測量子程序流程如圖 52 開 始聲 明 變 量 與函 數(shù)調(diào) 用 顯 示 函數(shù)啟 動 A / D讀 取 轉(zhuǎn) 換 值完 成 轉(zhuǎn) 換NY結(jié) 束 圖 52 參數(shù)測量子程序流程圖 子程序開始先聲明變量和調(diào)用的函數(shù)后，調(diào)用顯示函數(shù)，啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0804 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化如果未完成，單片機進(jìn)行等待。 uchar code hun[]={hun: }。 30 uchar t_bai,t_shi,t_ge,t_feng,t_miao,sshi,sge, h_bai,h_shi,h_ge,hshi,hge, i_bai,i_shi,i_ge,ishi,ige。 sbit cs1=P3^0。 /////////////////////////////////////////////////////////////////////// void delay(uint z) //延時函數(shù) { uint x,y。 i=103。i++。 } uchar tmpread(void) //read a byte date 讀一個字節(jié) { uchar i,j,dat。 32 uchar j。 i++。 DS=1。 33 delay(1)。 T_H=tmpread()。 temp1=