【正文】 不同的 AT 指令能完成多種功能 ,如網(wǎng)絡(luò)登陸、發(fā)送 GPRS 消息、讀取 GPRS 消息等。當(dāng)超過報(bào)警限時(shí) ,通過語音芯片和發(fā)光二極管進(jìn)行聲光報(bào)警。當(dāng)啟動(dòng)溫濕度轉(zhuǎn)換后 , SHT15 開始轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)選用 GPRS 通信取代 GSM 短消息的原因 ,是因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)對系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求較高 ,GPRS 具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)傳輸速度快、通信質(zhì)量高、永遠(yuǎn)在線和按流量計(jì)費(fèi)等優(yōu)點(diǎn) ,所以無論從性能或是經(jīng)濟(jì)角度 , GPRS 較 GSM 短信 都有很大優(yōu)勢。數(shù)字傳感技術(shù) ,具有極高的可靠性和卓越的長期穩(wěn)定性。上位機(jī)系統(tǒng)是以 X86 計(jì)算機(jī)為核心的 C/ S 模型的網(wǎng)絡(luò) ,可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的復(fù)雜處理和保存。并可聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)顯示及語音播報(bào) ,進(jìn)行溫度報(bào)警。 （ 5）數(shù)值處理利用定點(diǎn)算法。控制模塊功能是控制調(diào)溫裝置和調(diào)濕裝置。鍵盤模塊功能包括參數(shù)和功能設(shè)置 ,下位機(jī)查詢。芯片價(jià)格低廉也是其優(yōu)點(diǎn)之一。用戶可以通過按鍵對進(jìn)行溫度和濕度的設(shè)定。L 1,輸出為 0～ V。顯示電路的工作方式是動(dòng)態(tài)掃描法。為了保證 CO2 含量的準(zhǔn)確測量 ,除了保證加熱電壓穩(wěn)定及對環(huán)境溫度的變 化進(jìn)行溫度補(bǔ)償外 ,更主要的是要測量兩電極之間變化的電勢值 ,而不是絕對電勢值 .在 10～ +50℃溫度范圍內(nèi) ,基本不受溫度的影響保持常量 .傳感器測量范圍是 350～ 1 000 mL 將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)接受的信號 ,常用 2 種方法 :一是將該濕敏電容置于運(yùn)放與容阻組成的放大器電路中 ,所產(chǎn)生的電壓信號經(jīng)直流放大、 再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；另一種是將該濕敏電容置于振蕩電路中 ,將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電 壓頻串信號 ,可直接被計(jì)算機(jī)所采集。因此，選擇合適的傳感器直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能 .溫度傳感器選用單 片雙端集成溫度傳感器 AD590,濕度傳感器選用濕敏電容 HS1100, CO2傳感器選用固態(tài)電化學(xué)型 CO2 傳感器 TGS4160 。 SETB TR1；啟動(dòng)定時(shí)器 T1。如果是誤碼 , 則不處理 ,不執(zhí)行控制處理程序 , 直接退出中斷；如果是有效數(shù)據(jù) , 則接收 , 并根據(jù)控制信號進(jìn)行操作 ,向控制部件發(fā)送命令 ,控制開關(guān)窗、遮陽網(wǎng)等部件 , 達(dá)到實(shí)時(shí)控制的目的。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 2. 控制模塊 控制模塊分溫度控制、空氣濕度控制、光照控制、土壤濕度控制。 溫室大棚的 軟件組成 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括單片機(jī)程序設(shè)計(jì)和微機(jī)程序設(shè) 計(jì) 。 1. A/D 轉(zhuǎn)換 該設(shè)計(jì)選用 ADC0809 把各被檢測電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送至主控制器，其優(yōu)點(diǎn)在于換精度高，抗干擾能力強(qiáng)，線性度高，并可通過軟件程下直接實(shí)現(xiàn)溫度、土壤含水率 等參數(shù)的切換。 % RH 典型值 RH 遲滯 177。 2. 濕度傳感器 溫室的濕度如果能控制在一定范圍內(nèi)，則可以大大降低雙霉病、炭霉病及疫害病的發(fā)病率。這種單片機(jī)的燒錄方式操作簡單容易 ,程序的調(diào)試靈活 ,修改方便 ,且不受地域、時(shí)間和環(huán)境的影響和限制 ,可為以后產(chǎn)品的改進(jìn)和升級提供方便。該系統(tǒng)由單片機(jī)對溫度、濕度等參數(shù)進(jìn)行巡回測量 ,并對測量的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償 ,并進(jìn)行調(diào)控 ,此外主控制器還可以同時(shí)完成系統(tǒng)參數(shù)測量 ,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等， 硬件總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 所示。隨著溫室產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 ,溫室作物趨向于多樣化 ,對溫室的控制要求也隨之提高 ,手動(dòng)控制因其控制精度低已開始不能滿足溫室生產(chǎn)的需求 ,需要設(shè)計(jì)一種控制器減少手動(dòng)控制。 選題的目的和意義 溫室是觀賞植物栽培生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一，不同種類觀賞花卉對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，為它們提供一個(gè)更適宜其生長的封閉的、良好的生存環(huán)境，以提早或延遲花期，最終將會(huì)給我們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳感器的實(shí)際測量值與事先設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，以決定溫室環(huán)境因子的控制過程，控制相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱 、降溫和通風(fēng)等動(dòng)作?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。 國內(nèi)外溫室控制技術(shù)發(fā)展概況 溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)，進(jìn)行環(huán)境測控是實(shí)現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動(dòng)化、科學(xué)化的基本保證，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。因此， 為了實(shí)現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化并提高農(nóng)業(yè)研究的準(zhǔn)確性，推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學(xué)合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)高效益的重要環(huán)節(jié)。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 第 1 章 緒 論 課題 背景及研究意義 中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展必須走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)這條道路，隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速增長，農(nóng)業(yè)的研究和應(yīng)用技術(shù)越來越受到重視，特別是溫室大棚已經(jīng)成為高效農(nóng)業(yè)的一個(gè)重要組成部分。而當(dāng)今大多數(shù)對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大及由于測控不及時(shí)等弊端，容易造成不可彌補(bǔ)的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費(fèi)了人力資源，而且很難達(dá)到預(yù)期的效果。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等 。由于單片機(jī)及各種電子器件性價(jià)比的迅速提高，使得這種要求變?yōu)榭赡?。目前正開發(fā)和研制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。 （ 2） 自動(dòng)控制。由此可見，溫室環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的溫室信息自動(dòng)采集及智能控制趨勢發(fā)展。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 第 2 章 溫室大棚自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方案設(shè)計(jì) 目 前 ,我國農(nóng)村使用的簡易日光溫室絕大部分采用手動(dòng)控制 ,生產(chǎn)效率低下 ,單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本偏高。因此 ,本系統(tǒng)就是利用價(jià)格便宜的一般電子器件來設(shè)計(jì)一個(gè)參數(shù)精度高 ,控制操作方便 ,性價(jià)比高的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的溫室大棚測控系統(tǒng)。其不需要依靠任何燒錄器 ,直接通過電腦上的串口以 ISP 方式進(jìn)行燒錄。優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)置選通碼和數(shù)字信號傳輸，測溫范圍為 10℃ 50℃，精度為：≤ ℃，適用于遠(yuǎn)距離傳輸 。 5% RH,0%～ 60% RH RH 線性 177。 單片機(jī)控制系統(tǒng)和微機(jī)系統(tǒng) 它主要包括： ADC0809 數(shù)模轉(zhuǎn)換、 單片機(jī) 89C5繼電器、 侍服電機(jī)、 本系統(tǒng)采用啟動(dòng)三環(huán)計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 SCB51IU 單片機(jī)應(yīng)用板 ,采用片選法 配備了 89C5 276 ADC080 8155 等芯片 , 具有較強(qiáng)的抗干擾能力微機(jī)系統(tǒng)采用普河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 通的微機(jī)即可。鍵盤和顯示由 HD7279A 完成。本實(shí)驗(yàn)每五分鐘采集一次溫度、濕度、土壤水分、光照傳 感器 ，將采集值送到 89C51。其次設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)的幀格式 ,向上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)有溫度、濕度、光照、當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)等 ,不同的數(shù)據(jù)之間需要有區(qū)分標(biāo)志 , 在數(shù)據(jù)區(qū)的頭部加上聯(lián)絡(luò)標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志；接收到上位機(jī)的數(shù)據(jù)有各種控制信號 , 在各個(gè)控制信號間有區(qū)分標(biāo)志 ,同樣在數(shù)據(jù)區(qū)的頭尾有標(biāo)志信號 ,目的是區(qū)分是有效數(shù)據(jù)還是誤碼。 MOV PCON, 00H；設(shè)置波特率的選擇位。傳感器性能的好壞直接影響到測量精度、測量范圍和響應(yīng)速度。相對濕度越小 ,濕度傳感器的電容越小。)V 內(nèi)。 P2口的低 4位輸出是選擇位段碼。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 圖 顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 溫度的測量范圍是 0～ 100℃ ,模擬量輸出是 0～ 5V；濕度的測量范圍是 0～100%,模擬量輸出為 0～ V； CO2 含量的測量范圍是 350～ 900mL上位機(jī)硬件框圖如圖 :上位機(jī)主要完成的功能是接收下位機(jī)傳遞的數(shù)據(jù)并顯示溫室大棚中的平均溫度和平均濕度。芯片還具有三個(gè)定時(shí)器其中一個(gè)帶有捕獲功能 ,兩個(gè)外部中斷。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī)軟件主要有鍵盤模塊 ,顯示模塊 ,控制決策模塊 ,通訊模塊 ,和報(bào)警模塊。通訊模塊主要完成向上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù)的工作。 （ 4）對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波 ,排除干擾。該系統(tǒng)不但能完成對溫室大棚參數(shù)實(shí)時(shí)高精度測量 ,而且能實(shí)現(xiàn)棚內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)、灌溉等的智能控制及報(bào)警提示 ,而且也能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)保濕、通風(fēng)和光照調(diào)節(jié)。該模塊接收 ATmega16指令信息 , 將信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。 空氣溫濕度的檢測 濕濕度的檢測即溫室內(nèi)的空氣溫度和濕度 ,采用數(shù)字溫度傳感器 SHT15,該傳感器是瑞士 Sensirion 推出的 SHTxx 系列數(shù)字溫濕度傳感器 ,基于領(lǐng)先世界的CMOSens174。由于 GPRS 的這些特點(diǎn) ,使它適合多點(diǎn)分散的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)由單片機(jī)對溫度濕度等參數(shù)進(jìn)行巡回測量 ,并對測量的結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償 ,并進(jìn)行調(diào)控。室外保溫通風(fēng)調(diào)光主要采用自動(dòng)頂棚（帶遮光布）、自動(dòng)側(cè)窗完成。接收手機(jī)模塊中的控制信息控制溫濕度等控制器 ,如果在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)接受不到 控制信息 , 則對于大棚參數(shù)數(shù)據(jù)按照默認(rèn)參數(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)。數(shù)據(jù)報(bào)套接字使用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 (UDP) ,流式套接字使用傳輸控制協(xié)議 ( TCP)。該系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、信息處理子系統(tǒng)和伺服子系統(tǒng) 4部分。環(huán)境參數(shù)預(yù)設(shè)置一方面可將某一時(shí)間范圍內(nèi)，農(nóng)作物正常生長對溫河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 度、濕度、光照和二氧化碳濃 度的要求進(jìn)行設(shè)置。 信號檢測的連續(xù)化 系統(tǒng)對溫室內(nèi)多種環(huán)境參數(shù)信息的檢測是一個(gè)動(dòng)態(tài)的連續(xù)過程。 圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 所示。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 第 6 章 總 結(jié) 整個(gè)設(shè)計(jì)報(bào)告共分為 6 章，其中第 1 章主要講述了溫室大棚的 一般 概況及工作原理； 第 2章講述了溫室大棚自動(dòng)控制的 工作原理和硬軟件組成，講述了溫室，第 3 章主要講述了溫室大棚 的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ， 45 章主要講述了 GPRS 監(jiān)測系統(tǒng) 、監(jiān)測控制系統(tǒng) 及各自的工作原理 。實(shí)現(xiàn)了對大棚里植物生長溫度及土壤和空氣濕度的檢測，監(jiān)控，并能對超過正常溫度、濕度范圍的狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，使大棚環(huán)境得到了良好的