【正文】 此字體下對應(yīng)的點陣為：寬 x 高 =16x16 */ 智能大棚管理系統(tǒng) 34 0x40,0x40,0x42,0x44,0x58,0xC0,0x40,0x7F,0x40,0xC0,0x50,0x48,0x46,0x40,0x40,0x00, 0x80,0x80,0x40,0x20,0x18,0x07,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x40,0x40,0x40,0x40,0x78,0x00, /* 文字 : 強 */ /* 宋體 12。 uchar table[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13}。//數(shù)據(jù)命令選 擇 sbit dn=P1^3。// // q1=0。//接收數(shù)據(jù) tiaoshi()。 //初始化 LCD 模塊 DS_init()。 （ 3） 本系統(tǒng)處在 一種實驗室階段，不是很穩(wěn)定很難推廣實用。在熟悉了軟硬件開發(fā)環(huán)境后 ； 采用模塊 編程的設(shè)計方法，把整個系統(tǒng)化分為多個小系統(tǒng) 并 一個一個實現(xiàn)再拼接起來組成一個完整的智能大棚管理系統(tǒng)栽培管理系統(tǒng) 。 圖 35 加熱絲和風(fēng)扇 從實驗結(jié)果我們可以看出，智能大棚管理系統(tǒng)時一個時時監(jiān)控檢測的系統(tǒng)， 能時時顯示并控制大棚中的溫度、濕度、光照強度，還能通過過按鍵針 對不同作物設(shè)置不同的生成環(huán)境，并通過外設(shè)硬件電路對環(huán)境做出調(diào)節(jié) 。 這樣一來 ，我們設(shè)定的上限值低于實際的值，我們發(fā)現(xiàn)散熱風(fēng)扇開始旋轉(zhuǎn)，而設(shè)定的下限值也超過了 我們設(shè)置的范圍我們發(fā)現(xiàn)加熱絲也開始了加熱。進(jìn)入到設(shè)置界面后如果我們要設(shè)置上限值就按按鍵 s2，想要設(shè)置下限值就按一下按鍵 s2。此時諾基亞 5110液晶上顯示的結(jié)果分別為溫度傳感器 ds18b20 檢測到的溫度、光照強度傳感器BH1750FVID 檢測的的光照強度、溫濕度傳感器 DHT11 檢測到的濕度和溫度。 （ 3） 串口調(diào)試助手：串口調(diào)試工具是通過串行通信接口與主控芯片的進(jìn)行信息交互，其輸出波特率與數(shù)據(jù)幀的格式都可以進(jìn)行設(shè)置，具有使 用靈活、操作簡便的特點。 測試精度三位半。調(diào)試過程中使用的是 keil 軟件和單片機不停的下載 實驗。 主程序的控制程序框圖如圖 30所示。模塊化的 最終 目的是為了降低程序復(fù)雜度，使程序設(shè)計、 調(diào)試 和維護(hù)等操作簡單化 。 模塊化設(shè)計 模塊化設(shè)計 ，說白了就是程序編寫時通過主程序調(diào)用子程序，各個功能都有單一獨立的特性，而不是一開始就把程序逐條的輸入到計算機的指令；而是通過一定的變量鏈接起來一完成調(diào)用。 ? 濾波電路：將陡峭的直流 電壓 轉(zhuǎn)化為平穩(wěn)的直流 電壓 。 通過變壓器將 220V 的交流電變?yōu)?12V 的交流電，然后通過橋式整理留電路將交流變?yōu)橹绷?，以極性電容作為濾波網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過穩(wěn)壓芯片 780 7905 得到本系統(tǒng)所需要的電壓 。 繼電器模塊的特點 （ 1） 采用臺灣匯科 繼電器，觸點容量：交流 250V/10A。通過溫濕度傳感器、和土壤濕度傳感器分別檢測空氣濕度和土壤含水量再通過抽水電機 和噴頭 從而達(dá)到控制濕度的目的。該芯片價格低廉，能實現(xiàn)步進(jìn)電機正反轉(zhuǎn)。 諾基亞 引腳功能 如表 4 所示，設(shè)計結(jié)果如圖 24 所示 。諾基亞 5110 是 48 乘 84 的液晶，完全滿足設(shè)計 的需要。 引腳描述 如表 2 所示， 引腳特性如表 3 所示 ， BH1750FVI 7。 智能大棚管理系統(tǒng)光強分系統(tǒng)實現(xiàn)框圖如圖 20 所示。（ 1lx65535lx） 。 表 1 引腳說明圖 Pin 名稱 注釋 1 VDD 供電 3— 2 DATA 串行數(shù)據(jù)，單總線 3 NC 空腳，請懸空 4 GND 接地，電源負(fù)極 光照強度檢測控制部分的設(shè)計 通過光照強度傳感器 BH1750FVI來檢測光照強度，通步進(jìn)電機帶動卷簾從而控制光照強度，為植物提供最適合 的光照強度，從而促進(jìn)生產(chǎn)效率。1%RH/年 圖 15 DHT11應(yīng)用電路 圖 16 DHT11實物圖 ? 通訊過程如圖 20 所示 。該產(chǎn)品采用單總線的工作方式讓使用變的方便快捷；傳輸距離高達(dá) 20 多米，功耗極小和超小的體積適用于各種苛刻 的應(yīng)用場所。 DHT11 用于檢測溫度和濕度的傳感器，其采用數(shù)字模塊采集技術(shù)溫度和濕度傳感技術(shù)闕波了可靠性和穩(wěn)定性。 圖 12 濕度顯示結(jié)果 土壤濕度 檢測部分的實現(xiàn) 本次設(shè)計中為檢測土壤濕度采用了土壤濕度傳感器， 也就是說通過土壤濕度傳感器來檢測土壤的濕度。 通過以上的分析我們已經(jīng)選擇了采用以單總線為工作 方式的 ds18b20作為溫度檢測的傳感器 。因為傳感器是時時檢測的所以不存在濕度過量的問題，所以沒有濕度過大的調(diào)節(jié)部分。 圖 9 溫度部分實驗結(jié)果圖 智能大棚管理系統(tǒng) 12 圖 10 溫度控制程序流程圖 濕度檢測控制部分的設(shè)計 濕度檢測主要是空氣濕度和土壤濕度的檢測 ，在本系中空氣濕度是用 DHT1 而土壤濕度用土壤傳感器。 溫度檢測 控制 部分的 組成 和實現(xiàn) 智能大棚管理系統(tǒng)的溫度檢測控制系統(tǒng)由單片機電源電路、溫度傳感器 DS18B繼電器電路、散熱風(fēng)扇、加熱電阻絲、諾基亞 5110 液晶顯示和主控芯片（ AT89C52）組成。這一點在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 圖 7 DS18B20接口圖 溫度傳感器的 使用 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器 這 四部分組成 。 相當(dāng)于把單片機的地址 總 線、數(shù)據(jù) 總 線、控制 總 線、合為一根信號線對外進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理和 交換 。線性化處理 盡管可以解決 熱敏電阻的特性曲線 的問題 ，但比較復(fù)雜 困難 。 再把熱敏電阻電壓 模擬量轉(zhuǎn)化為 數(shù)字量 ，然后通過軟件方法 通過特定公示 計算得到溫度 數(shù)值 值，再進(jìn)行顯示 等 處理。 其主要 過程是通過溫度傳感器器將溫度采集出來，由單片機判斷，當(dāng)溫度低于鍵盤所設(shè)定的溫度時，單片機驅(qū)動繼電器從而控制風(fēng)扇旋旋轉(zhuǎn)來降溫，當(dāng)溫度低于鍵盤所設(shè)溫度時，單片機驅(qū)動繼電器從而控制加熱絲加熱。 在執(zhí)行調(diào)用子程序指令或響應(yīng)中斷時，單片機自動完成如下的 操作 : PC 的現(xiàn)行值，即下一條將要執(zhí)行的指令的地址，即斷點值，自動送人堆攏。 然后程序存儲器按此地址輸出指令字節(jié)。控制器主要包括程序計數(shù)器、程序地址寄存器 、指令寄存器 IR 等。 圖 5 時鐘電路圖 ? 控制器 控制器是單片機的指揮控制部件 。 MCS 51 單片機給用戶提供了可尋址 64K 字節(jié)的外擴 RAM 的能力，至于擴多少 RAM ，則根據(jù)用戶實際需要來定。 ? 位地址空間 MCS 51 單片機的一個很大優(yōu)點在于它具有一個功能很強的位處理機。例如，前面提到的 PSW 程序狀態(tài)字寄存器，就是一個特殊功能寄存器。程序?qū)嶋H上是一串二進(jìn)制碼，程序存儲器可以分為片內(nèi)和片外兩部分。在 805118751 單 片機中，在片內(nèi)集成了一定容量的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器及眾多的特殊功能寄存器 。 （ 2） 本系統(tǒng)主控芯片 51 單片機的結(jié)構(gòu) MCS 51 單片機存儲器采用的是哈佛 (Har vard) 結(jié)構(gòu) 。 ? P1 口、 P2 口、 P3 口、 P4 口為 4 個并行 8 位 IO 口。在單片機的應(yīng)用中，往往需要精確的定時，或?qū)ν獠渴录M(jìn)行計數(shù) 。 ? 程序存儲器 ( ROMlEPROM) 8051 為 4K 字節(jié) ROM。它 與通用的微處理器基本 完全 相同，同樣 也 包括了運算器和控制器兩大部分 。 單片機 也可以通過 相應(yīng)的 指令來啟動現(xiàn)場監(jiān)測 系統(tǒng) 的聲光報警裝置，通知大棚管理人員采取措施 以 確保大棚內(nèi) 作物 的 生長環(huán)境 。系統(tǒng)在硬件設(shè)計上考慮了可擴展性 ,經(jīng)過一定的添加或改造 ,就能 增加功能。測量系統(tǒng)可由前端測量用的傳感器類型的基礎(chǔ)上修改為其他非電量參數(shù)進(jìn)行控制。 （ 4） 控制部分（即溫濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)）：執(zhí)行指令，由各直流電動機和步進(jìn)電機完成。 系統(tǒng)組成 智能大棚管理系統(tǒng)由單片機電源電路、溫度傳感器 DS18B濕度傳感器 DHT1土壤濕度傳感器模塊、光敏 BH1750FVI 模塊、電機、步進(jìn)電機、諾基亞 5110 液晶顯示和主控芯片（ AT89C52）組成。系統(tǒng)的 系統(tǒng) 框 圖如圖 2 所示 ,原理圖如圖 3 所示。 系統(tǒng)簡介圖如圖 1 所示。 第五部 分 介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要是應(yīng)用 Keil 平臺進(jìn)行的軟件設(shè)計。 第二部分介紹了系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 以及主控芯片 。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計研制的 “河南省 大型育苗溫室計算機 單步 式控制系統(tǒng) ”，實現(xiàn)了計算機 單步 控制 .。還能 縮短生長期、減小人工操作的盲目性。 需溫室管理者與溫室控制系統(tǒng)的相互結(jié)合達(dá)到集成一體的人機智能系統(tǒng)，是未來溫室控制系統(tǒng)的發(fā)展方向 [3]。在 這個 期間， 云南大 學(xué) 、 中國科學(xué) 研究所、 石家莊現(xiàn)代化研究 院 、上海植物研究所等單位也都側(cè)重不同領(lǐng)域 的 不同方面 ，研究溫室 大棚 設(shè)施的計算機 監(jiān)控 與管理技術(shù)。 21世紀(jì) 以來 ，中國 的 農(nóng)業(yè)科學(xué) 研究 院 、 農(nóng)業(yè)氣象所和作物花卉研究所 。 此外 外該網(wǎng)絡(luò)還連接有 多 個通訊平臺 。 上位機 軟件 可進(jìn) 行 數(shù) 值 設(shè)置、 信號信息的 顯示、 以及 控制 外設(shè) 等功能 .同時還能夠很好地完成溫室灌溉和 環(huán)境因素 的控制和管理。 由 荷蘭開發(fā)的 智能 溫室計算機控制系統(tǒng) 采用 計算機 進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和必要的信息顯示 。 計算機控制環(huán)境 主要用來對溫室環(huán)境 (栽培環(huán)境 和 氣象環(huán)境 )進(jìn)行監(jiān)測和控制。從品種選擇、 自動 栽培管理到采收包裝形 成了一整套完整的規(guī)范化技術(shù)體系。 本文提出了一種以 MCS51 系列的 AT89C51 單片機為控制核心的 環(huán)境檢測的 測控系統(tǒng) ，主要是為了對 溫室 大棚內(nèi)溫 濕度 度、 光照強度、土壤 濕度進(jìn)行可靠地檢測與控制而設(shè)計的。因此，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是大棚蔬菜 控制系統(tǒng)自動化 發(fā)展 和農(nóng)業(yè)發(fā)展的 必 要 。 在當(dāng)代 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用 是 以 智能大棚 蔬菜 管理 系統(tǒng)。而且智能 化的產(chǎn)品工作的效率和質(zhì)量都相對比人工要高，在當(dāng)今這個社會中，科技的創(chuàng)新正以飛快的速度向前發(fā)展。temperature control system。由諾基亞 5110 液晶 來實時顯示各傳感器采集到的 數(shù)據(jù) 。 用戶根據(jù)需要預(yù)先輸入預(yù)設(shè)值， 當(dāng)實際測量的溫濕度和光照強度不符合預(yù)設(shè)的溫濕度和光照強度標(biāo)準(zhǔn)時，發(fā)出報警信號，并通過 加熱電路控制加熱絲 加熱 提 高溫度，轉(zhuǎn)動風(fēng)扇降低溫度，控制抽水電機調(diào)節(jié)濕度，控制 LED 調(diào)節(jié)光照強度，為大棚提供適合的生長環(huán)境。light control system。 溫室智能系統(tǒng)是保障溫室正常運作的控制系統(tǒng) [1] 。溫室 農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 過程 中發(fā)揮著 很大的作用。它能 使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜，水果 等作物 生長的環(huán)境 。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (1)國外狀況 溫室的智能控制便是于二十世界九十年代中期問世 [2] 。 計算機發(fā)智能大棚管理系統(tǒng) 2 明最早的國家是美國，美國同樣也是將計算機用在 溫室控制和管理最早、最多的國家之一。以 蔬菜 溫室為例，溫室內(nèi)監(jiān)控項目 主要包括 水溫、土壤溫度、 氣溫、 通窗狀況、 相對空氣濕度、 泵的工作狀況、 CO2 濃度、 H 調(diào)節(jié)池和回流管數(shù)值；室外監(jiān)控項目 主要 包括大氣溫度、風(fēng)向風(fēng)速、太陽輻射強度、 相對濕度等 智能大棚管理系統(tǒng) 的應(yīng)用給種植者帶來了一定的經(jīng)濟效益，提高了 生成 水平，減輕了技術(shù)管理工作量，同時也為種植帶 生長 來了很大方 優(yōu)勢 。此系統(tǒng) 可繪制出設(shè) 相應(yīng)的特定 參數(shù) 及 修正值曲線 和 測量的 測量 數(shù)據(jù)曲線 。 此外，國外溫室業(yè)正 著重 于向高科技方向發(fā)展。 用戶可以在 不同的地方 通過 上位機的 操作 界面與 大棚的 控制系統(tǒng) 進(jìn)行 控制如同 現(xiàn)場操作一樣 。 研制 并 開發(fā)了溫室監(jiān)控 與管理 的 系統(tǒng)，并開發(fā) 出 了 關(guān)于 的控制軟件； 90 年代中 后 期， 北京 理工大學(xué) 楊定天等人研制開發(fā) 出 了溫室軟硬件 監(jiān)控 系統(tǒng) 。 “九五 ”期間，國家科技研究 項目和國家自然科 研究院 都 首次增 加 了 智能 化農(nóng)業(yè) (設(shè)施農(nóng)業(yè) )研究項目 的投資。 湖北 職業(yè)技 術(shù)學(xué)院的 王西平 在 20 世紀(jì) 70 年代末研制了作物大棚溫濕度測量系統(tǒng) 。 云南 農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功“WG1”溫室環(huán)境監(jiān)控計算機 監(jiān)控 系統(tǒng)，采用了分布式控制系統(tǒng)。 這 造成了溫室控制的不精確性 [4]。闡述了本系統(tǒng)的總體方案設(shè)計及 系統(tǒng)功能優(yōu)勢和特點 ， 還對主控芯片進(jìn)行了具體 分析。詳細(xì)介紹AT89C51 單片機的編程要點和實現(xiàn)。 圖 1