【正文】 ........................................... 15 濕度監(jiān)測電路 ......................................................... 16 濕度信號的溫度補(bǔ)償 ................................................... 18 二氧化碳數(shù)據(jù)的采集與處理模塊設(shè)計 ........................................... 19 二氧化碳傳感器的選擇 ................................................. 19 二氧化碳測量電路 ...................................................... 22 A/D 轉(zhuǎn)換器及其接口電路設(shè)計 .................................................. 22 串行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC2543 ............................................... 22 顯示電路設(shè)計 ............................................................... 24 報警電路設(shè)計 ............................................................... 26 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路設(shè)計 ............................................................ 27 固體繼電器簡介 ....................................................... 27 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電路 ......................................................... 28 串行通信接口電路設(shè)計 ....................................................... 29 RS232 簡介 ............................................................ 29 通信 接口電路 ......................................................... 30 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................... 31 畢業(yè)論文（設(shè)計） 溫室大棚控制系統(tǒng)設(shè)計 青海大學(xué)水利電力學(xué)院 主程序模塊設(shè)計 .............................................................. 31 各子程序模塊流程圖設(shè)計 ...................................................... 33 總結(jié)與展望 .......................................................... 錯誤 !未定義書簽。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物在不適宜生長的反季節(jié)中，可獲得比室外生長更優(yōu)的環(huán)境條件，從而使作物達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 關(guān)鍵詞： 溫室大棚，溫濕度，二氧化碳，測控，單片機(jī) ABSTRACT III ABSTRACT Greenhouse is an important part of facilities agriculture, greenhouse canopy measurement and control system is to achieve greenhouse production management automation, scientific basic guarantee. Based on the analysis of the monitoring data, bined with the crop growth rule, control the environmental condition, make crops in not suitable for growth, available in than antiseason outdoor more optimal environmental conditions growth, thus make crops reach high quality, high yield, high efficient cultivation purpose. This system by using puter automatic control technology, will detect and control process is fully automated and realize in greenhouse temperature, humidity, carbon dioxide concentration of automatic control. System layout has four ponents, namely: data collection part, signal processing parts, control and execution part, serial munication parts. This system can realtime detection and display in greenhouse temperature, humidity, carbon dioxide concentration, based on crop appropriate value issued executive output, in order to provide a good environment crop. System mainly has the following functions: the environmental factor to the current measure and record, adopted four LED display digital tube, which can realtime display the current measured values。目前，我國農(nóng)村使用的簡易溫室大棚絕大部分采用手動控制、生產(chǎn)效率低下、單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本偏高。同時，也要注意到我國的另一現(xiàn)實(shí)：我國資源、能源相對匱乏，農(nóng)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力有限，但人力資源豐富。溫室是一個集結(jié)構(gòu)、機(jī)電、生物與環(huán)境為一體的綜合系統(tǒng)。它能夠有效地改善農(nóng)業(yè)生態(tài)、生產(chǎn)條件，促進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的合理開發(fā)利用，提高土地利用率、作業(yè)精 度、勞動生產(chǎn)率和社會、經(jīng)濟(jì)效益。目前 ,國外現(xiàn)代化溫室的內(nèi)部設(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)。目前我國引進(jìn)溫室的測控系統(tǒng)大多投資大、運(yùn)行費(fèi)用過高，并且測控系統(tǒng)中所側(cè)重考慮的環(huán)境參數(shù)與我國的氣候特點(diǎn)存在矛盾。而我國綜合環(huán)境測控技術(shù)的研究剛剛起步，目前仍然停留在研究單個或少量環(huán)境因子調(diào)控技術(shù)的階段，而實(shí)際上，溫室內(nèi)的光照度、溫度、濕度、 C02濃度等環(huán)境因素，都是在相互影響、相互制約的狀態(tài)中對作物的生長產(chǎn)生影響的，環(huán)境要素的空間變化、時間變化都很復(fù)雜。 選題的意義 溫室是反季節(jié)蔬菜、觀賞植物栽培生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一，也是實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化過程中不可全少的措施之一。 溫室大棚內(nèi)重要參數(shù)的調(diào)節(jié)與控制 溫室在結(jié)構(gòu)上是一個半封閉的系統(tǒng)，溫室內(nèi)部受溫室結(jié)構(gòu)的制約和影響形成了不同于外界環(huán)境的所謂的“溫室小氣候”，主要包括室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳等要素。蒸發(fā)冷卻法有濕簾 — 風(fēng)機(jī)降溫法、細(xì)霧降溫法、屋頂噴霧法?？諝鉂穸却螅瑫p少作物蒸騰量，作物不易缺水，有利于植物的生長發(fā)育，但空 氣濕度過大，則會使作物的莖葉生長過旺，造成瘋長，影響作物的開花結(jié)果。 3．除濕控制 除濕一般是通過天窗、側(cè)窗和卷簾的開啟進(jìn)行自然通風(fēng)來實(shí)現(xiàn)的，也可以通過軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制通風(fēng)來增強(qiáng)這種效果；另外，也可以采用化學(xué)方法除濕，除濕效果較好，但成本極高，采用的比較少。補(bǔ)充二氧化碳的方法很多，常用的主要有三種： 1. 燃燒法 通過二氧化碳發(fā)生器燃燒液化石油氣、丙烷氣、天然氣、白煤油等產(chǎn)生二氧化碳。 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 當(dāng)前，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，高產(chǎn)高效的設(shè)施農(nóng)業(yè)栽培技術(shù)在我國得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)通過 ADC0809A/D轉(zhuǎn)換器和 TLC2543傳感器 把從傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這里采用光電隔離器主要是排除外界的干擾。它是把中央處理器 (CPU)、隨機(jī)存取存儲器 (RAM)、只讀存儲器 (ROM)、輸入 /輸出端口 (1/0) 等主要計算機(jī)功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)。 AT89S52 單片機(jī)的特點(diǎn) AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 八位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器，使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 （ 5）雙數(shù)據(jù)指示器。 在 AT89S52 芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳XTAL2，在芯片內(nèi)部通過這兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。為保證微分脈沖寬度足夠大， RC時間常數(shù)應(yīng)大于 2個機(jī)械周期。熱敏電阻的工作原理 :熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而成非線性急劇變化，一般具有負(fù)的溫度系數(shù)，其阻值隨溫度升高而急劇減小，只有少數(shù)具有正的溫度系數(shù)。這種器件在被測溫度一定時，相當(dāng)于一個恒流源，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。 溫度測量電路 要想克服簡單電路的缺陷，就要使得增益調(diào)整和補(bǔ)償調(diào)整相互獨(dú)立。 ADC0809的 8 路輸入 IN0～ IN7 分別對應(yīng)傳感器的變換后輸出電壓，參考電壓分別為 5V和 0V。新舊事物的交替與人們的觀念轉(zhuǎn)變有很大的關(guān)系，由于干濕球、毛發(fā)濕度計的價格仍明顯低于濕度傳感器，造成一部分人對電子濕度傳感器價格的不認(rèn)可。 國內(nèi)市場上出現(xiàn)了不少國內(nèi)外濕度傳感器產(chǎn)品，電容式濕敏元件較為多見。 由于氣體分子運(yùn)動很快，溫室內(nèi)部各處濕度相差不大，故溫室中只采用一個濕度傳感器。本設(shè)計選用的是 NE556 芯片，它內(nèi)部含有兩個 NE555 定時器，其中 R R C C2和 NE556 構(gòu)成多諧振蕩器，外部電阻 R R2與濕敏電容 C1構(gòu)成了對電容 C2的充電回路， 7 端通過芯片內(nèi)部的晶體管對地短路又構(gòu)成了對 C1 的放電回路，并將引腳 6 端相連引入到片內(nèi)比較器，該振蕩電路的兩個暫穩(wěn)態(tài)的交替過程如下：首先電源 UCC 通過 R R2向 C1充電，經(jīng) t1充電時間后， UC2充至芯片內(nèi)比較器的高觸發(fā)電平約 2/3UCC，此時輸出引腳 3 端由高電平突降為低電平，然后通過 R2放電，經(jīng) t2放電時間后， UC2下降到比較器的低觸發(fā)電平，約 1/3UCC，此時輸出引腳 3 端又由低電平躍升為高電平。原因在于直流電壓會引起濕敏元件吸收的水分子產(chǎn)生電解，導(dǎo)致感濕特征量改變。二氧化碳可以提高植物光合作用的強(qiáng)度，并有利于作物的早熟豐產(chǎn)，增加含糖量，改善品質(zhì) 。但是，空氣中二氧化碳濃度的測量，是一個比較困難的問題，因為它涉及到測量方 法、信號的獲取和測量設(shè)備的成本。 二氧化碳傳感器的選擇 本課題所選用的二氧化碳傳感器是美國 telaier 公司生產(chǎn)的紅外二氧化碳傳感器 6004，此傳感器基于氣體對紅外光吸收的郎伯一比爾吸收定律，采用國際上最新的電調(diào)制紅外光源、高靈敏度濾光傳感一體化紅外傳感器、高精度前置放大電路、可拆卸式鍍膜氣室等，實(shí)現(xiàn)不同濃度、氣體的高精度連續(xù)檢測。對同一氣體， u隨入射波長而變。紅外傳感器內(nèi)有溫度傳感器探測其工作環(huán)境溫度，并在其外殼上有微型加熱裝置，通過測。 下圖 38為 NDIR紅外氣體分析原理圖。設(shè)入射光是平行光，其強(qiáng)度為 I0，出射光的強(qiáng)度為 I，氣體介質(zhì)的厚度為 L。 氣體傳感器主要可以分為金屬氧化物半導(dǎo)體式傳感器、固體電解質(zhì)傳感器、紅外式傳感器等，以下簡單概述各種傳感器的原理及特點(diǎn)。在溫室大棚中，應(yīng)該利用現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)設(shè)備，控制農(nóng)業(yè)大棚中的二氧化碳濃度，使植物在整個生長過程中都處于最佳狀態(tài)。除此之外，響應(yīng)時間、濕滯曲線、濕滯回差等也不容忽略。從多諧振蕩器出來的信號又接入到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 HS1101 的一些常用參數(shù)如下表 31： 表 31： HS1101 常用參數(shù) 參數(shù) 符號 參數(shù)值 單位 工作溫度 Ta 40～ 100 ℃ 儲存溫度 Tstg 40～ 125 ℃ 供電電壓 Vs 10 Vac 濕度范圍 RH 0～ 100 %RH 焊接時間 =260℃ t 10 S 相對濕度在 0%～ 100%RH 范圍內(nèi)；電容量由 162pF 變到 200pF,其誤差不大于 士 2%RH；響應(yīng)時間小于