【正文】 我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文舍友們，正是由于你們的幫助，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神， 精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ２１ 參考文獻(xiàn) 文獻(xiàn)、資料名稱 編著者 出版單位 微 型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 51 單片機(jī) C 語言開發(fā)與實(shí)例 C 程序設(shè)計(jì) 單片微型機(jī)原理及應(yīng)用 繼電器用戶實(shí)用手冊 溫室自動(dòng)噴灌控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 潘新民 ， 王燕芳 湯競南，沈國琴 譚浩強(qiáng) 徐維樣，劉旭敏 吳義彬 吳水平 電子工業(yè)出版社 人民郵電出版社 清華大學(xué)出版社 大連理工大學(xué)出版社 國防工業(yè)出版社 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 此表由學(xué)生填寫所參考的文獻(xiàn)、資料 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ２２ 致 謝 首先衷心地感謝我的導(dǎo)師 XXX。今后在研究中要逐步加入這些問題，以便更實(shí)用。 (3)因本人主要是從事電子的，軟件設(shè)計(jì)有待進(jìn)一步優(yōu)化處理。因本人水平、時(shí)間與試驗(yàn)條件有限，本文中還存在很多的不足，今后還應(yīng)進(jìn)行如下研究 : 自動(dòng)定時(shí)噴灌控制系統(tǒng)的改進(jìn)：一要解決所用繼電器的壽命問題；二是要完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與外殼的設(shè)計(jì)；三是加大推廣力度，搞高經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。軟件開發(fā)用 C語言，采用模塊式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)功能易于擴(kuò)展。對應(yīng)的程序流程 如 圖 42 所示 ： 圖 42 土壤濕度判定程序流程圖 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) ２０ 結(jié)束語 論文 總結(jié) 基于溫度、土壤濕度與光照強(qiáng)度等多因子的自動(dòng)噴灌控制系統(tǒng)，由以 AT89S52 為核心的控制電路、傳感器電路和執(zhí)行器件及機(jī)構(gòu)組成，硬件電路簡單，不需要傳 A/D 轉(zhuǎn)換器件，系統(tǒng)也不需擴(kuò)展，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本可以滿足預(yù)期功能要求。模塊化程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，可讀性好，易于驗(yàn)證，可靠性高，便于功能擴(kuò)充和版本升級，程序的修改可局部進(jìn)行，還可建立頻繁調(diào)用的子程序。 系統(tǒng)程序的開發(fā)，采用了流行的模塊化設(shè)計(jì)方法。電磁閥控制 電路如圖 311 所示 ： 圖 312 電磁閥控制電路 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １８ 第四章軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 總體 設(shè)計(jì) 思想 目前支持單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的語言一般有機(jī)器語言、匯編語言和高級語言 (如 C51)。模擬電 路與數(shù)字電路地線分開有利于防止模擬電路與數(shù)據(jù)電路的干擾導(dǎo)致傳感器數(shù)據(jù)采集誤差，從而保證模擬信號的可靠采集。在進(jìn)行印刷電路板抗干擾設(shè)計(jì)時(shí)除了遵循抗干擾設(shè)計(jì)原則外，在印刷電路板的重要元器件電源處均配置了退禍電容以有效地去除高頻成分的干擾。 采用光電耦合器隔離數(shù)字信號，強(qiáng)電與弱電之間采用繼電器隔離。 抑制電路內(nèi)部產(chǎn)生的干擾。提高穩(wěn)壓電源抗干擾能力，通常采用的 措施 :采用電源濾波和退禍 ； 通過低通濾波器接入電網(wǎng) 。單片機(jī)硬件系統(tǒng)的抗干擾能力與元器件質(zhì)量、裝配質(zhì)量等因素都有關(guān)系，但主要取決于設(shè)計(jì)的可制造性 (DEM)，本系統(tǒng)采取如下相應(yīng)的抗干擾措施。 硬件的抗干擾設(shè)計(jì) 在自動(dòng)澆灌控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)可靠性的保證是非常重要的 ， 單片機(jī)硬件系統(tǒng)的可靠性決定了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。窗戶電機(jī)選用 日本 /THINK 系列 /直流馬達(dá) /DC24V/小齒輪減速電機(jī) 。電磁閥選用的是直流電磁閥，具有使用方便，高靈敏度，高效節(jié)能，壽命長，高可靠性的特點(diǎn)。并且繼電器觸點(diǎn)的負(fù)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光電耦合的負(fù)載能力，它能直接控 制強(qiáng)電動(dòng)力回路，且外電路安排靈活，且還有很大的電流放大作用是一種很好的開關(guān)量輸出隔離及驅(qū)動(dòng)器件。響應(yīng)速度快，易與 TTL 電路配合使用，兼有隔離驅(qū)動(dòng)功能。光電耦合器件具有輸出信號與輸入信號在電氣上完全隔離，抗干擾能力強(qiáng)，隔離電壓可達(dá)千伏以上 。 目前常用的開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)隔離器件主要有 ： 功率晶體管、光電耦合器件和繼電器等。開關(guān)量輸出電路中最主要的干擾是在控制動(dòng)力設(shè)備啟停時(shí)的沖擊干擾。其邏輯框圖見圖 311 所示 : 開關(guān)量 圖 311 輸出通道控制示意圖 本系統(tǒng)的執(zhí)行器件和機(jī)構(gòu)只有開啟和停閉兩種狀態(tài)，采用開關(guān)量形態(tài)輸出控制，經(jīng) I/0口到受控對象，據(jù)輸出控制具體情況附加功率放大驅(qū)動(dòng)電路后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器件直接推動(dòng)受控對單片機(jī) 輸出驅(qū)動(dòng) 執(zhí)行器件 繼電器 光耦 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １６ 象。而在實(shí)際的單片機(jī)測控系統(tǒng)中，數(shù)字量輸出控制已越來越廣泛地被應(yīng)用，尤其是其中的開關(guān)量輸出驅(qū)動(dòng)和控制。 在單片機(jī)完成控制處理后總是以數(shù)字信號通過 I/O 口線或數(shù)據(jù)總線輸出至受控 對象的。 本系統(tǒng)的光照檢測電路采用 LM324 作比較器，光電三極管作感光元件，當(dāng)有光照并且達(dá)到一定的強(qiáng)度的時(shí)候，光電三極管導(dǎo)通， LM324 輸出低 電平，單片機(jī)接受低電平信號控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作 。也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量。 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器，它是把光信號 (紅外、可見及紫外光輻射 )轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。土壤濕度傳感器電路組成如圖 39 所示： 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １４ 1KRes Adj21161K1163KR13AV1V2D2116R14A1 2U6AMC74AC04N石墨電極石墨電極 圖 310 濕度傳感器電路組成 光照檢測電路的選擇 光照是作物生長的必要條件，是植物制造營養(yǎng)物質(zhì)的能源，沒有光的存在光合作用就不能進(jìn)行，作物的生長發(fā)育就要受到影響。當(dāng)土壤水分降低到規(guī)定值時(shí)， V1 因其基極電位降低而導(dǎo)通，于是 V2 也導(dǎo)通，由 V 2 集電極輸出高電平，單片機(jī)控制電磁閥打開開始放水；待土壤水分降低至規(guī)定值時(shí)，檢測電路中的 V2 管就輸出高電平，經(jīng)反向器 U6 反向后輸出低電平給單片機(jī)的 端，控制電磁閥關(guān)閉。 考慮到成本及電路的復(fù)雜程度本系統(tǒng)采用簡單電路即可實(shí)現(xiàn) ，使本系統(tǒng)控制土壤的濕度在 60%～ 80%之間。植物一般以土壤水分占土壤持水量的 60%～ 80%時(shí)生長最好，快速準(zhǔn)確地測定土壤水分對于探明植物生長發(fā)育期內(nèi)土壤水分盈虧以便適時(shí)作出灌溉施肥決策或排水措施等具有重要的意義。 針對室內(nèi)的具體環(huán)境，對濕度傳感器要求 ： 可應(yīng)用在線監(jiān)測易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，有良好的靈敏度和精確度、寬量程，測濕范圍為 0～ 100%RH，檢測壽命長，可靠性、穩(wěn)定性高，傳感器為線性輸出濕度檢測模塊。 DS18B20 測溫系統(tǒng)只需外接一個(gè)上拉電阻即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)之間的通訊線路簡單溫度檢測電路如圖 38 所示 : 自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １３ 123DS18B20VCC 圖 39 溫 度檢測電路 濕度是表示空氣中水蒸氣含量的物理量，常用絕對濕度和相對濕度來表示，影響植物生長的濕度是相對濕度。 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測系統(tǒng) DS18B20 與另一款測溫軟件 AD590 相比，其外圍硬件電路更加簡單，通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息，與單片機(jī)之間僅需一條連接線，無需外部電源，無需 A\D 轉(zhuǎn)換電路，安裝、自動(dòng)控制澆花 系統(tǒng) １２ 使用方便，大大的節(jié)省了成本。 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 178。 溫度計(jì)分辨率可以被使用者選擇為 9～ 12 位數(shù)字 178。0 .5176。C ～ 85176。C （ 67～ +257176。 測溫范圍為 55176。 無需外部器件 178。 每個(gè)器件有唯一的 64 位的序列號存儲在內(nèi)部存儲器中 178。 DS18B20 的特征： 178。 與前一代產(chǎn)品不同，新產(chǎn)品支持 3V～ 5V 的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制。C 。C 范圍內(nèi)精度為 177。C ， 在 10176。 DS18B20 同 DS1820 一樣， DS18B20 也支持 “ 一線總線接口 ” ，測量溫度范圍為 55176。 5DS18B20 簡介 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一線總線 ” 接口的溫度傳感器。