【文章內(nèi)容簡介】 表 HIH3610相對濕度傳 感器的性能指標 參數(shù) 指標 RH 精度 177。 2%RH， 13%～ 100%RH 非凝結(jié)， 25℃（供電電壓=5VDC） RH 互換性 177。 5% RH,0%～ 60% RH RH 線性 177。 % RH 典型值 RH 遲滯 177。 %的 RH 最大量程 RH 重復(fù)性 177。 %RH RH 反應(yīng)時間 30s，慢流動的空氣中 RH 穩(wěn)定性 177。 1%RH 典型值， 50%RH， 5 年時間內(nèi) 供電電壓 4～ 9VDC（傳感器在 5 VDC 下標定） 消耗電流 5 VDC,2mA 典型值 9 VDC 輸出電壓 V1=V0[(sensor%RH)] 溫度補償 RH=(sensor %RH)/() 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 9 圖 HIH3610輸出電壓與濕度的關(guān)系曲線 3. 光照傳感器 光照傳感器選用硅太陽能電池的感應(yīng)元件及濾光系統(tǒng)構(gòu)成光照傳感器 , 該傳感器將 0150000LX 的光照信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，此信號經(jīng)運放電路放大為 0ⅴ 5ⅴ電壓輸出。 4. 土壤水分傳感器 土壤水分傳感器采用中科院南京土壤研究所研制的電阻式土壤濕度傳感器，該傳感器由陶頭、塑料連接管、壓阻傳感器 、真空表頭四部分組成，該傳感 器輸出為電壓值 此電壓值雖能反映出土壤水勢的狀態(tài)變化 但它不能直觀地反映土壤水勢指標值，所以需對傳感器 進行重新標定。 5. CO2 傳感器 CO2傳感器選用紅外線氣敏傳感器，此傳感器具有精度高，選擇性好，濃度檢測范圍大等特點，此傳感器將質(zhì)量分數(shù)范圍在 01000 106濃度的 CO2 轉(zhuǎn)換為 05ⅴ電壓輸出。傳感器輸出的電壓信號，直接送至 A/D 轉(zhuǎn)換器，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后由單片機進行相應(yīng)的運算、顯示和儲存。 單片機控制系統(tǒng)和微機系統(tǒng) 它主要包括： ADC0809 數(shù)模轉(zhuǎn)換、 單片機 89C5繼電器、 侍服電機、 本系統(tǒng)采用啟動三環(huán)計算機廠生產(chǎn)的 SCB51IU 單片機應(yīng)用板 ,采用片選法 配備了 89C5 276 ADC080 8155 等芯片 , 具有較強的抗干擾能力微機系統(tǒng)采用普河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 10 通的微機即可。 1. A/D 轉(zhuǎn)換 該設(shè)計選用 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)點在于換精度高，抗干擾能力強，線性度高，并可通過軟件程下直接實現(xiàn)溫度、土壤含水率等參數(shù)的切換。 2. 系統(tǒng)控制器 該設(shè)計選用 20K 字節(jié)內(nèi)存存儲器和內(nèi)部 256 字節(jié) RAM 的單片機 AT89C55作為主控器。 該系統(tǒng)由單片機對溫度濕度等參數(shù)進行巡回測量，并對測量的結(jié)果進行優(yōu)化補償，并進行調(diào)控，此外，主控制器還可以同時完成系統(tǒng)參數(shù)測量，數(shù)據(jù)存儲，以及與上位機通信等功能。主控器控制功能主要包括調(diào)濕、調(diào)溫和室外保溫等控制。調(diào)濕，通過 AT89C55 控制加熱爐和風(fēng)機完成升溫，室內(nèi)降溫主要通過排氣扇完成和風(fēng)機完成。土壤調(diào)濕主要通過澆水、加肥來實現(xiàn)，可自動完成或采用輔助報警，由人工完成。室外保溫通風(fēng)調(diào)光主要采用自動或半自動得外部設(shè)備完成。鍵盤和顯示由 HD7279A 完成。 溫室大棚的 軟件組成 系統(tǒng)軟件設(shè)計包括單片機程序 設(shè)計和微機程序設(shè) 計 。 單片機軟件設(shè)計 它的主要功能模塊有：采集模塊、 控制模塊、 通訊模塊。 1. 采集模塊 采集模塊主要完成對 ADC0809 的通道的控制和轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取，并將結(jié)果暫存人數(shù)據(jù)區(qū)。通過對 AT89S51 定時器 T0 的計數(shù)實現(xiàn)定時，每 15min 采集 1 次，用定時器 T ,定時來確定三個參量的采集時間間隔，定為 。溫室內(nèi)布置有溫度、濕度、土壤水分、光照傳感器、溫度傳感器將采集的信號送到 89C51 內(nèi)的定時器 T0的輸入端 , 通過對定時器 T0 的計數(shù) ,實現(xiàn)溫度的采集 。 度、 土壤水分 、光照傳感器采集的電壓值分別通過校正，轉(zhuǎn)換為標準的 0ⅴ 5ⅴ電壓，送到 ADC0809 的輸入端，再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，變換為數(shù)字信號，送到 89C51。由于傳感器、 ADC0809 的采集、轉(zhuǎn)換速度快 ，一分鐘內(nèi)可以采集成千上萬條數(shù)據(jù)，溫室內(nèi)環(huán)境因子變化沒有這么快 ，在實際應(yīng)用中，沒有必要對這些數(shù)據(jù)都進行處理， 所以要對采集的周期加以控制 。本實驗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。 河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計論文 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。根據(jù)不同的控制要求 ,發(fā)出不同的控制信號 , 通過繼電器、行程開關(guān)、電機 , 控制開關(guān)窗、屋頂噴淋、遮陽網(wǎng)、滴灌 , 達到實時控制的要求控制模塊實現(xiàn)對通風(fēng)和噴灌裝置的控制，當接收到上位機的控制信號時，將相應(yīng)的引腳置零即可開通通風(fēng)和噴灌裝置。 控制模塊分溫度控制 、濕度控制、光照控制，當溫室內(nèi)的溫度高于設(shè)定的溫度上限時，通過開窗裝置開窗通風(fēng)，噴淋裝置在屋頂上噴淋，達到溫室降溫的目的，當溫室內(nèi)的溫度低于設(shè)定的溫度下限時，通過關(guān)窗來實現(xiàn)保溫目的。 濕度的控制同樣是通過開關(guān)窗和溫室內(nèi)噴淋來實現(xiàn)光照控制是通過遮陽網(wǎng)來實現(xiàn)，當太陽的光照強度高于設(shè)定 的光照值時，關(guān)遮陽網(wǎng)，低于設(shè)定的值， 開遮陽網(wǎng)，滴灌控制是當土壤水分傳感器的值低于設(shè)定的值時，打開滴灌裝置進行灌溉。 3. 通信模塊 通訊模塊可將采集到的參量傳到上位機，并接收上位機發(fā)來的控制信息。 實現(xiàn)上位機和單片機之間的通信，便于用戶遠程管理，單片機將采集的數(shù)據(jù)和控制裝置當前的狀態(tài)信息通過 RS485 送到上位機，實現(xiàn)信息的上傳。通訊模塊首先需要初始化設(shè)置 ,設(shè)置串口的工作方式、波特率、定時器的工作方式 , 設(shè)置串口中斷位和全局中斷位。其次設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)的幀格式 ,向上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)有溫度、濕度、光照、當前設(shè)備的狀 態(tài)等 ,不同的數(shù)據(jù)之間需要有區(qū)分標志 , 在數(shù)據(jù)區(qū)的頭部加上聯(lián)絡(luò)標志和結(jié)束標志；接收到上位機的數(shù)據(jù)有各種控制信號 , 在各個控制信號間有區(qū)分標志 ,同樣在數(shù)據(jù)區(qū)的頭尾有標志信號 ,目的是區(qū)分是有效數(shù)據(jù)還是誤碼。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 , 達到實時控制的目的。最后在主程序中 , 使用順序方式向微機發(fā)送數(shù)據(jù) 。 使用中斷方式接受微機發(fā)來的數(shù)據(jù)。 單片機串行通信的工作方式如下 : MOV TMOD, 25H；選用定時器 T1 作為波特率發(fā)生器 ,工作模式 2。 MOV TH1, 0F3H；定時器初植 ,波特率為 1200B/S。 MOV TL1, 0F3H； 8 位重裝。