【導讀】partitionandblock.need.whole,modulebination,simplestructure,convenienthuman-puterinteraction,andusing

　　

【正文】 ，控制和管理，并采用模糊控制技術的智能專家，可以組成適應多種作物管理控制的溫室。其基本結構系統(tǒng)是圖 1所示。 分布式系統(tǒng)的結構是由兩層組成：上部和下部。由最佳價格 PC被取為主機，使其能夠智能系統(tǒng)管理和專家模糊運算，并提供一個友好的人機界面，并實現統(tǒng)一的監(jiān)控和管理的溫室 。下部是由一系列不同功能的模塊，并且在每個模塊中，一個單一的芯片作為下位機采用 AT89C52， RS485 則用于與所有 AT89C52 PC 進行通信，然后實現收集，處理和控制的溫室參數。每個功能模塊是完全地電氣隔離，任何失敗的結節(jié)不會對其他模塊產生任何影響。系統(tǒng)通過分別收集環(huán)境信息的方式，每個監(jiān)控和控制模塊，并通過 RS485 接口將其發(fā)送到主機 PC。并且由 PC配置控制系統(tǒng)，額定參數的設定值進行比較，然后根據專家智能模糊控制系統(tǒng)測量作物在不同生長階段的各種環(huán)境的溫度，濕度， CO2 濃度，土壤含水量進行相應的操作指令或報警，模糊控制指令。 在秦皇島農村大棚。通常在一個溫室的近東和西區(qū)的 1/4 區(qū)域，距離地面為 米的中間北部的一半（近濕簾）和南部的一半（風扇附近的），設置一個模塊檢測空氣溫度、濕度、二氧化碳濃度和土壤水分含量，根據實際情況，將土壤含水量模塊添加在溫室的中間 。在高度為 米的主入口，設置一個水箱，其中的電磁閥滴水管應根據土壤水分含量的需要設置和控制， 并且將電腦放置在主入口的溫室內。 三，硬件設計 和通信系統(tǒng) 分布式系統(tǒng)中的數據采集和控制：由于微型控制單元局限于在數據存儲和計算復雜，所以電腦所的使用和主從模塊系統(tǒng)所采用的，這是一個系統(tǒng)，以 PC 機作為主機，以單片機作為子機。 在這種分布式系統(tǒng)中，通信是關鍵。通常， PC機的串行端口是標準的 RS232，傳輸距離較短。但是在農業(yè)控制系統(tǒng)，其通信距離的數十公尺或幾公里，所以RS232 / RS485 轉換器通過 PC 機與單片機之間的通信來實現。減少投資，既考慮用戶方便和友好的人機交互，低價電腦的上面和下面采用 PIV 486，并考慮組態(tài)軟件的操作，內存是必須是 64M 以上，硬盤是 10GB 以上。 ，照明度和 CO2濃度 每個控制單元包括供應鏈管理（ SCM），傳感器，信號處理電路， RS485 接口和輸出環(huán)節(jié)。此模塊的溫度和濕度，二氧化碳濃度的硬件結構示于圖 2。 基于 NDIR 技術測量 CO2濃度的傳感器，測量范圍是 0? 2 103 摩爾。通過傳感器，控制系統(tǒng)，利用軟件數字濾波、線性插值和溫度補償，得到二氧化碳的濃度，依附數字 UART 協(xié)議，然后直接輸入單片機。 新的智能傳感器 SHT11 基于選擇 CMOSens 技術 測量溫度和濕度。在 SHT11，溫度和濕度傳感器、信號放大， A/ D， I2C 總線全部集成在一個芯片上，它有滿刻度校準，第二行數字輸出并且濕度測量范圍為 0? 100％ RH，溫度測量范圍為40℃ ? +123。 8℃，濕度測量精度為177。 3。 0％ RH，溫度測量精度為177。 0。 4℃，響應 4 的時間。 JY1TBQ6 的照度傳感器的硅光伏檢測是使用光測量。它的測量范圍為 0?202100 勒克斯 。光譜范圍為 400? 700（ nm）的可見光 。測量誤差是小于 2％，輸出為 4 ? 20mA 或 0? 20mV，輸出信號可以直接傳送到 A / D 的單片機 放大后，大小為 0? 4V。 模塊接受指令形成上層，輸出通過輸出電路。輸出電路包括光學隔離、信號驅動，輸出繼電器。 水是一種極性介質，土壤的介電常數包含水，主要是由水決定，當水含量是不同的，波阻抗不同。在這個系統(tǒng)中，土壤水分測量是通過駐波無線電的方法。 基于工程電磁場理論，有損介質，如下的電磁波阻抗： Z0=√μ /ε (1+jλ /(ωε )) 其中，μ是介質滲透性，土壤和μ是μ≈μ 0是真空磁導率 。ε是介質的介電常數，λ是介質電導率 。ω是電磁波頻。 在非常低的音頻 ( 2021 hz)，損耗角正切的干土介質是λ /ωε≈ 0。 07，如果你選擇的信號源的頻率高于 20 兆赫茲。然后，ε≈ε∞，虛部的土壤波阻抗忽視，只有真正的一部分，這相當于一個純電阻。 土壤水分傳感器由 100 MHz 信號源，同軸傳輸線和插件不銹鋼探針組成。電磁波信號沿著線傳輸到探頭。由于探針阻抗和線路阻抗不同，入射波和反射波的疊加形成駐波。 以同軸傳輸線作為無損耗均勻線，波阻抗為 Z0， ZL 是負載阻抗。然后，在探針的電壓波的反射系數是： Γ = （ ZLZ0） /(ZL+Z0) 選擇傳輸線的長度為 l=λ / 4 時，該行的兩端的最大和最小 Umax 和 Umin時，然后駐波無線電行中，可以表示為： S=Umax /Umin =(1|Γ |)/(1+|Γ |) 按照這種方式，土壤水分無線電可以通過測量傳輸線的駐波率得到。 如圖 3所示。土壤水分模塊包括傳感器和控制器，傳感器服從控制器，控制器可以被省略，而不需要灌溉溫室。 在這個系統(tǒng)中，分區(qū)節(jié)點為了簡化控制、灌溉技術，采用控制土壤水分技術。在一定的程度上，這個參數的上部和下部地面可采用該技術解耦。 四，控制系統(tǒng)編程 該 PC 軟甲的開發(fā)由北京組態(tài)王 6。 51 控制。這個配置軟件具有可靠性高，開發(fā)周期短，完美的圖形 界面生成能力，以及友好的人機交互，可以按照創(chuàng)建動態(tài)圖像和圖表可以直觀地顯示設備的布局場景中的參數，控制狀態(tài)的變化，并能發(fā)出報警信號，當超過額定值，可以實現模糊控制的溫室參數使用的特定數據庫中存儲的歷史環(huán)境參數曲線并采用農業(yè)專家系統(tǒng)。 軟件配置管理是由 C51 單片機實現實時解答收集、處理、上傳的參數和接受模糊控制指令從主機計算機和完整的局部控制的裝置。 子機的軟件的土壤濕度模塊的主要功能包括數據采集和處理子程序，中斷處理和通信等，通過并行數據接口獲得駐波電壓的數值并且由函數計算獲得土壤含水量。 軟件的子機主要與下位機完成對土壤水分檢測和控制的數據通信，測量數據和電流控制上傳狀態(tài)到主機電腦，接受模糊控制指令從主機計算機輸出執(zhí)行指令。 子機的溫度、濕度和二氧化碳的硬件模塊主要是完成讀取 I2C濃度的二氧化碳濃度、溫度和濕度，測量數據和電流控制上傳狀態(tài)到主機電腦，接受模糊控制指令從主機輸出執(zhí)行指令。這個主程序和中斷子程序的溫度和濕度的模塊的結構如圖 4所示。 串行中斷模式 3采用所有從機與主機通信，傳輸數字化采集和接收指令。 和模糊控制系統(tǒng)的程序設計 1） 組態(tài)王 的通訊設置：為了確保通信的正 確性，上下必須遵循相同的通信協(xié)議，通信參數。通常在通信，采用主從方式在風格和應答器是采用的過程。換言之，首先主發(fā)命令給子機，然后等子機接到指令后給出答案，通信建立。在組態(tài)王，一個預定的輪詢方法被用來做閱讀和寫作的低機器電腦之間。在項目瀏覽器中，第一，單擊設備→ COM1。在設備配置向導中，選擇“智能模塊”→單片機→ SCM 的 HEX→串行端口，然后服務主機的通信參數。 2） 組態(tài)王 和數據庫的連接數據庫的核心是軟件，不僅包含了定義的變量，實時參數和歷史參數，但是還需要在參數報警、模糊計算、報告和顯示。ACCESS2021 的桌面數據庫是用來記錄數據庫的系統(tǒng)，并通過使用 SQL，由組態(tài)王通過開放式數據庫連接性實現的。這個過程是：在組態(tài)王來創(chuàng)建數據變量創(chuàng)建一個身體的記錄建立數據源的 ODBC 來創(chuàng)建查詢屏幕和使屏幕連接。到與微軟Access2021，功能 SQLSelect ， SQLConnect()， SQLLast SQLFist ， SQLNext()，QSLPrew()， SQLInsrt ， SQLPrew()等等，實現的命令語言，然后實時存儲和查詢的數據完成。 3） PC 軟件設計：溫室控制系統(tǒng)，數據存儲容量的 PC 是無限的，因此，如果現有的成熟的軟件模塊到系統(tǒng)，它都可以輕松提高系統(tǒng)的可靠性。軟件，軟件由控制模塊和管理模塊。 4） 軟件系統(tǒng)的主控制界面，輔助數據庫等。典型的監(jiān)測和控制的 PC的主界面如圖 5 所示。 五，結論 根據經濟承受能力，農民在秦皇島，與現有技術的溫室環(huán)境參數的監(jiān)測和控制，主從分布式溫室環(huán)境自動控制系統(tǒng)在其中一臺計算機作為主機系統(tǒng)，研制了具有以下特點： 1） 憑借其大容量的數據存儲， PC，模糊控制專家系統(tǒng)的數據存儲，修改和系統(tǒng)升級是很容易的。 2） 使用組態(tài)王軟件開發(fā)的 PC，提高了系統(tǒng)的可靠性，縮短開發(fā)周期，并獲得一個友好的人機界面。 3） 系 統(tǒng)中使用的一個分布式，模塊化結構，它使系統(tǒng)維護更加容易，并且適應生產需要。的從屬的監(jiān)測和控制模塊連接到主機上，然后根據需要通過RS485 總線控制溫室中分區(qū)或塊可以實現的。 致謝 這項工作是支持的農業(yè)科技成果轉化基金項目。