【正文】 充分的熱交換而達(dá)到同一溫度。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，新型溫度傳感器還會(huì)不斷涌現(xiàn)。不少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化，所以能作溫度傳感器的材料相當(dāng)多。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中居首位，約占 50%。 基于太陽(yáng)能的滴灌控制系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì) 12 圖 24 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 25 單片機(jī)管腳圖 溫度傳感器選型 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)很重要而普遍的測(cè)量四川理工學(xué)院畢業(yè)論文 13 參數(shù)。 STC89C516RD+單片機(jī)結(jié)構(gòu) 該款單片機(jī)中包括中央處理器（ CPU）、程序存儲(chǔ)器（ Flash）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ SRAM）、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 UART 串口、 I/O 接口、 EEPROM、看門狗等模塊，幾乎包括了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)。指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)， 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以在任意選擇，內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路。 本設(shè)計(jì)采用宏晶科技公司出產(chǎn)的 STC89C516RD+單片機(jī)。而且 ， 單片機(jī)程序語(yǔ)言要多 樣化 ，要既可以用單片機(jī)匯編語(yǔ)言也可以用 C 語(yǔ)言編寫程序 。 (2)選擇的單片機(jī)必須具有豐富的片上外圍設(shè)備 ， 因?yàn)檫@樣可以簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì) ， 也可以讓電路的調(diào)試更加容易 。 作為通用智能終端的控制器 ， 在這眾多的單片機(jī)類型中選擇一款合適的型號(hào)至關(guān)重要 。 根據(jù)工作情況要求，該設(shè)計(jì)選用 12VDC 的太陽(yáng)能控制器滿足系統(tǒng)運(yùn)行條件。在溫差較大的地方，合格的控制器還應(yīng)具備溫度補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｍ瑫r(shí)使用了晶振定時(shí)控制，定時(shí)控制精確。放電終了電壓是由放電率曲線修正的控制點(diǎn)，消除了單純的電壓控制過(guò)放的不準(zhǔn)確性，符合蓄電池固有的特性，即不同的放電率具有不同的終了電壓。 圖 23 太陽(yáng)能控制器 太陽(yáng)能控制器是由專用處理器 CPU、電子元器件、顯示器、開(kāi)關(guān)功率管等組成。此外，太陽(yáng)能控制器還具有串行通信數(shù)據(jù)傳輸功能，可將多個(gè)光伏系統(tǒng)子站進(jìn)行集中 管理和遠(yuǎn)距離控制。太陽(yáng)能控制器采用高速 CPU 微處理器和高精度 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，是一個(gè)微機(jī)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。具體需要可根據(jù)實(shí)際情況將電池板進(jìn)行并聯(lián)和串聯(lián)，便可達(dá)到要求。也是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中價(jià)值最高的部分 。當(dāng)然，此氟塑料膜首先具有太陽(yáng)電池封裝材料所要求的耐老化、耐腐蝕、不透氣等基本要求。具有較高的透光率和抗老化能力。此玻璃同時(shí)能耐太陽(yáng)紫外光線的輻 射，透光率不下降。 天臺(tái) 及建筑物表面均可使用光伏板組件，甚至被用作 窗戶 、 天窗 或遮蔽裝置的一部分，這些光伏設(shè)施通常被稱為附設(shè)于建筑物的光伏系統(tǒng) 電池片原材料特點(diǎn)：采用高效率（ %以上）的單晶硅太陽(yáng)能片封裝，保證太陽(yáng)能電池板發(fā)電功率充足。簡(jiǎn)單的光伏電池 可為手表以及 計(jì)算機(jī) 提供能源，較復(fù)雜的 光伏系統(tǒng) 可為房屋提供 照明 以及交通信號(hào)燈和監(jiān)控系統(tǒng)，并入 電網(wǎng) 供電。 IEA報(bào)告表示， 2050 年前太陽(yáng)能光伏 (PV)系統(tǒng)將最多為全球貢獻(xiàn) 16%的電力，來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電廠的太陽(yáng)能熱力發(fā)電 (STE)將提供 11%的電力。 用途 ： 太陽(yáng)能發(fā)電廣泛用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能殺蟲(chóng)燈、太陽(yáng)能便攜式 系統(tǒng) ，太陽(yáng)能 移動(dòng)電源 ，太陽(yáng)能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽(yáng)能燈具，太陽(yáng)能建筑等領(lǐng)域。鋼化玻璃作成的組件可 以承受直徑 25 毫米的冰球以 23 米 /秒的速度撞擊。當(dāng)許多個(gè)電池 串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)就可以成為有比較大的輸出功率的 太陽(yáng)能電池方陣 了。 光 — 電轉(zhuǎn)換該方式是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能，光 — 電轉(zhuǎn)換的基本裝置就是太陽(yáng)能電池。前一過(guò)程為光 — 熱轉(zhuǎn)換，后一過(guò)程為熱 — 電轉(zhuǎn)換。即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。已實(shí)用的主要有以下兩種。該組件可用于各種戶用光伏系統(tǒng)、獨(dú)立光伏電站和并網(wǎng)光伏電站等。太陽(yáng)能電池板是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中最重要的部件之一，其轉(zhuǎn)換率和使用壽命是決定太陽(yáng)電池是否具有使用價(jià)值的重要因素。而分散式小型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，特別是光伏建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)，由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點(diǎn)，是目 前并網(wǎng)發(fā)電的主流。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)電站一般都是國(guó)家級(jí)電站，主要特點(diǎn)是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。主要由太陽(yáng)能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器 。 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池組、太陽(yáng)能控制器、蓄電池（組）組成。目 前，中國(guó)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國(guó)家和重要的 太陽(yáng)能光伏 電池生產(chǎn)國(guó)。為人類創(chuàng)造了一種新的生活形態(tài)，使社 會(huì)及人類進(jìn)入一個(gè)節(jié)約能源減少污染的時(shí)代。 太陽(yáng)能既是 一次能源 ，又是 可再生能源 。太陽(yáng)能的利用有 光熱轉(zhuǎn)換 和 光電轉(zhuǎn)換 兩種方式， 太陽(yáng)能發(fā)電 是一種新興的 可再生能源 。自 地球 上生命誕生以來(lái)，就主要以太陽(yáng)提供的熱輻射能生存，而自古人類也懂 得以陽(yáng)光曬干物件，并作為制作食物的方法，如制鹽和曬咸魚(yú)等。 太陽(yáng)能供能系統(tǒng)選型 太陽(yáng)能應(yīng)用背景 太陽(yáng)能（ solar energy），是指 太陽(yáng) 的熱 輻射 能，主要表現(xiàn)就是常說(shuō)的太陽(yáng)光線。 目前國(guó)內(nèi)研究方案見(jiàn)表 。 此類控制系統(tǒng)價(jià)格基于太陽(yáng)能的滴灌控制系統(tǒng)總體硬件設(shè)計(jì) 6 相對(duì)較低 ， 尤其是以單片機(jī)為控制核心的控制器 ， 適用于簡(jiǎn)易大棚的控制 ， 價(jià)格也處于普通農(nóng)民用戶所承受范圍之內(nèi) 。 控制器控制系統(tǒng)采用了綜合環(huán)境控制 ， 可根據(jù)作 物對(duì)各種環(huán)境要素的配合關(guān)系 ， 在某一環(huán)境要素發(fā)生變化時(shí) ， 相關(guān)的其他要素可自動(dòng)做出相應(yīng)改變和調(diào)整 ， 以優(yōu)化環(huán)境組合條件 。 它不僅具有傳統(tǒng)的控制功能和集中化的信息管理及操作顯示功能 ， 而且還有大規(guī)模數(shù)據(jù)采集 、 處理的功能以及較強(qiáng)的數(shù)據(jù)通信能力 ， 為實(shí)現(xiàn)高等過(guò)程控制和生產(chǎn)管理提供了先進(jìn)的工具和手段 。 分布式控制系統(tǒng)采用了所謂的服務(wù)器一客戶機(jī)模式 ， 是目前計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的主流 。集中式控制系統(tǒng) ， 就是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu) ， 使被調(diào)量保持在給定值 。 這種系統(tǒng)因其不考慮其他要素的影響和變化 ， 局限性非常大 ， 但由于成本較低 ， 對(duì)運(yùn)行要求不高的來(lái)說(shuō)很適用 。 環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)按采用的控制儀表可分為數(shù)字式控制儀控制系統(tǒng) 、 控制器控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 。 手動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠 ， 一般由繼電器 、 接觸器 、 按鈕 、 限位開(kāi)關(guān)等電氣元件組成 。三是顯示報(bào)警系統(tǒng)，主要由 LED 數(shù)碼管、蜂鳴器組成，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)顯示及超限報(bào)警功能。供電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能板、電壓轉(zhuǎn)換芯片、備用蓄電池和開(kāi)關(guān)電路組成。 滴灌控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 滴灌控制系統(tǒng)組成 在本文中，滴灌控制器 主要由三部分構(gòu)成，整個(gè)系統(tǒng)組成如下圖圖 21 所示。自動(dòng)滴灌系統(tǒng)目前在缺水的發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用十分廣泛，目前在我國(guó)部分地區(qū)也逐漸應(yīng)用。這樣可以將水和養(yǎng)份直接而精確地輸送到作物根部，是一種低成本、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)、高效節(jié)能的澆水方式。 由于我國(guó)人多地少 、 氣候條件惡劣 、 農(nóng)業(yè)用戶購(gòu)買能力有限 ， 因此開(kāi)發(fā)低價(jià)位 、 低成本 、 實(shí)用型的農(nóng)業(yè)溫室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)具有很大的必要性和重要的實(shí)際意義 。 本論文要完成的主要任務(wù)是開(kāi)發(fā)一種成本較低、功能較全、集數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)控和自動(dòng)灌溉于一體的自動(dòng)滴灌控制系統(tǒng)。 大棚生產(chǎn)中，農(nóng)戶急需具備在線顯示和自動(dòng)控制裝置的控制系統(tǒng)，為現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)溫室生產(chǎn)和今后進(jìn)行管理分析提 供依據(jù)。而我國(guó)針對(duì)溫室大棚的環(huán)境控制系統(tǒng)的研制則剛剛起步，還存在以下問(wèn)題 : 目前我國(guó)主要采用單因子方法進(jìn)行控制，農(nóng)戶適用裝置較少?，F(xiàn)在市場(chǎng)上能批量使用的滴灌管主要是引進(jìn) 以色列等國(guó)外技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品價(jià)格高，很大程度上限制了設(shè)施農(nóng)業(yè)先進(jìn)灌溉技術(shù)的推廣。各地紛紛建立了設(shè)施農(nóng)業(yè)的示范點(diǎn)，促進(jìn)了滴灌和微灌節(jié)水技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用，并且引進(jìn)了以色列、美國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)等國(guó)的部分先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，國(guó)內(nèi)溫室大棚微灌有了較大的發(fā)展。近些年來(lái)，改進(jìn)和研制了一些新的滴灌設(shè)備，制定了滴灌滴頭和滴灌管的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范。所以節(jié)水灌溉與設(shè)施農(nóng)業(yè)作為一系統(tǒng)工程更體現(xiàn)出對(duì)高技術(shù)集成要求的緊迫性。在溫室大棚中大力推廣現(xiàn)代節(jié)水灌溉技術(shù)，將更有利于我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。 我國(guó)從開(kāi)始的大水漫灌，發(fā)展到定額灌溉，再演進(jìn)到節(jié)水灌溉 (其中包括充分灌溉、非充分灌溉、調(diào)虧灌溉控制性分根交替灌溉等 )，對(duì)大田作物需水規(guī)律及節(jié)水灌溉的研究已趨于成熟，但在露地蔬菜，設(shè)施蔬菜等方面卻研究較少，缺乏成熟的認(rèn)識(shí)，目前設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中水、肥管理基本仍處于經(jīng)驗(yàn)階段，缺乏科學(xué)量化指標(biāo)，對(duì)于大棚蔬菜栽培而言，傳統(tǒng)灌水方式是溝畦灌，水的利用率只有 40%。農(nóng)作物水分生產(chǎn)率平均 1kg/m3左右，與以色列 。 我國(guó)水資源總量為 萬(wàn)億立方米，但可利用量只有 40%50%左右。 緒論 2 國(guó)內(nèi)外自 動(dòng)灌溉控制系統(tǒng)的灌溉 在節(jié)水灌溉方面，以色列是世界上微灌技術(shù)的發(fā)展比較先進(jìn)的國(guó)家之一，其溫室種植全部采用微灌，以滴灌為主。 也有一些國(guó)內(nèi)外的大公司生產(chǎn)智能溫室監(jiān)控系統(tǒng)或控制器 ， 但一般價(jià)格昂貴 ， 對(duì)于大部份農(nóng)民來(lái)說(shuō)還是可望而不可及的 。 功能齊全的完全智能化的溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)價(jià)格昂貴 ， 同時(shí)要求使用者具備一定的計(jì)算機(jī)操作技能和溫室種植管理知識(shí) 【 35】 ， 因此較適用于現(xiàn)代化溫室 ， 而對(duì)于目前擁有量最多的簡(jiǎn)易溫室或塑料大棚來(lái)說(shuō) ， 其通風(fēng) 、 遮陽(yáng) 、 滴灌等系統(tǒng)基本采用手動(dòng)裝置進(jìn)行操作 ， 不僅控制精度無(wú)法保證 ， 而且無(wú)法考察多因子相互禍合關(guān)系 ， 使得溫室的種植完全依照種植者的經(jīng)驗(yàn) 。 發(fā)展設(shè)施園藝可以大幅度提高土地利用率 、 資源產(chǎn)出率 、 勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品商品率 ，可實(shí)現(xiàn)規(guī)范化 、 標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn) ， 改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境 ， 加速傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變 ， 可實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高效 、 持續(xù)發(fā)展 ， 培育農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長(zhǎng)點(diǎn) 。 發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì) ， 促進(jìn)農(nóng)民增收 ， 是新農(nóng)村建設(shè)第一重要的任務(wù) 發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì) ， 首先應(yīng)大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 【 2】 。Single chip microputer。 In the broad masses of farmers to buy ability is limited, and the existing on the market of intelligent monitoring system for modern try environment cost high, the price is expensive, it is plex to use. In order to solve this problem, this paper designed a kind of low cost, environmental monitoring and automatic drip irrigation in the integration of detection and control system. System using STC89C516RD+ singlechipmicroputer to realize realtime monitoring of greenhouse environment parameters and control model, and according to the realtime data to control greenhouse drip irrigation system, is the greenhouse soil moisture environment parameters between the set value. System is mainly posed of energy conversion module, parameter measurement module, real time control module, etc. The whole system is provided by solar panels to convert solar energy into electricity energy, so as to drive the whole system device. Again by the temperature sensor and soil humidity sensor to collect environmental parameters, and through the AD conversion module value on the LED digital tube display. Single chip microputer to deal with realtime data to judge at the same time, according to the humidity parameter and setting of the biggest impact on the environment parameter control mand, to achieve automatic control, motor so as to realize the automatic control of the whole drip irrigation system. In addition, when the environmental parameters than