【正文】 助報警，由人工完成。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。 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。 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 276ADC080 8155 等芯片 ,具有較強的抗干擾能力微機系統(tǒng)采用普通的微機即可。 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。 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 0ⅴ5ⅴ電壓輸出。 %RH/℃（可忽略） %RH/℃（一般小于 1%RH 典型，固定環(huán)境 ， 15℃以上） 濕度范圍 工作 儲存 0到 100%RH，非凝結(jié) (1) 0到 90%RH，非凝結(jié) 溫度范圍 工作 儲存 40～ +85℃ 51～ +125℃ 操作 對靜電干擾敏感，二級管最大保護至 15KV 注： 長時間處于 90%RH 時，將引起177。 %RH RH反應(yīng)時間 1/e25℃ 5秒，慢流動 的空氣中 RH穩(wěn)定性 177。 %RH 典型值 RH遲滯 177。 5%RH， 060%RH；177。 在該設(shè)計中溫度的極限參數(shù)為： 5O℃≤ T≤ 7O℃； 濕度的極限參數(shù)為 l％≤ H≤ 99％； 溫度的顯示分度為 0． 1℃；濕度的顯示分度為 0． 5％； 基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 9 芯片特點： ●低成本，大批量 OEM 設(shè)計 ●精度 2%，激光修正互換性至 5% ●線性電壓輸出對應(yīng) %RH ●低功耗設(shè)計： 200μ A驅(qū)動電流 ●快速反應(yīng)： 15秒 ●穩(wěn)定性好、低漂移、抗化學腐蝕性能 ● HIH3610 有許多性能指標，能性能指標見表 表 HIH3610 性能指標 RH精度（ 1） 177。送 LM258，在此處 LM258 起電壓跟隨作用，以與采集現(xiàn)場隔離和提高帶負載能力。 2. 濕度傳感器 本系統(tǒng)的濕度傳感器選用 Honeywell 公司的集成濕度傳感器 HIH3610，該傳感器內(nèi)部集成了信號處理功能電路，可完成將相對濕度值變換成電容值，再將電容值轉(zhuǎn)換成線性電壓輸出的任務(wù) 。 AD59O 的主要特性如下 : ① 流過器件的電流 (uA)等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度 (開爾文 )度數(shù)，即 :Ir/T=luA/K； ② AD590 的測溫范圍為 55～ +150℃； ③ AD590 的保存溫度為 65～ +175℃； ④ AD590 的電源電壓范圍為 4V～ 30V ⑤ 輸出電阻為 710M? ； ⑥ 響應(yīng)時間僅為 20us； ⑦ 精度高。電壓輸出型的靈敏度一般為 10mV/K，溫度 0℃時輸出為 0，溫度 25℃時輸出 。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。這種器件在被測溫度一定時，相當于一個恒流源，測量精度高，并具有消除電源波動的特性。是利用 PN 結(jié)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。優(yōu)點是內(nèi)置選通碼和數(shù)字信號傳輸，測溫范圍為 10℃ 50℃，基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 8 精度為 :≤ ℃，適用于遠距離傳輸。另外，在設(shè)計過程中考慮到農(nóng)生產(chǎn)的特點，每個系統(tǒng)的各部分接口都作了模塊化設(shè)計，并增加備用接口和功能，便于大棚生產(chǎn)重建和生產(chǎn)場地的變化，也增加了系統(tǒng)的通用性 ,擴大了適用范圍。后者建立在前者的基礎(chǔ)上，前者適于我國農(nóng)村個 體經(jīng)營的現(xiàn)狀。 溫 濕 度 傳 感 器8路模擬量和8路數(shù)字量輸入接口光 照 度 傳 感 器………土 壤 含 水 率 傳 感器L C D16路開光量輸出接口C P URS232RS485鍵盤接口………通 風 系 統(tǒng)執(zhí) 行 電 機加 熱 系 統(tǒng)執(zhí) 行 機 構(gòu)濕 連 水泵采 集 輸 入層數(shù) 據(jù) 處 理 層 操 作 控 制 層 圖 總體結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 整個系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，硬件結(jié)構(gòu)由傳感器和單片機、控制裝置組成，傳感器將物理參量轉(zhuǎn)換為電壓并完成信號的調(diào)理，再送人模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ,由下位單片機 AT89S51 讀取，單片機將數(shù)據(jù)通過 485 總線送給上位機，上位機設(shè)有顯示功能，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的參數(shù)決定要采取的措施，并將信息傳給下位機，由下位機控制通風和噴灌裝置，也可以通過鍵盤強制控制。其基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 6 不需要依靠任何燒錄器 ,直接通過電腦上的串口以 ISP 方式進行燒錄。該單片機具有強加密性 ,無法解密，具有超強 的抗干擾性能 ,且芯片內(nèi)部自帶看門狗。溫室獨立控制系統(tǒng)上還包擴各種人機界面和數(shù)據(jù)傳輸接口 ,實現(xiàn)了人機交換方式以及實時參數(shù)的設(shè)定。由圖 可知 ,整個系統(tǒng)采用 STC89C58RD +單片機 為處理核心 ,通過溫室現(xiàn)有的各種傳感器檢測溫室的溫度、 濕度、光照度等環(huán)境因素 ,經(jīng)由控制系統(tǒng)的 8 路模擬量、數(shù)字量輸入接口傳輸?shù)? CPU 中 ,并與系統(tǒng)設(shè)定值進行比較、判斷、處理以及相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲。因此 ,本系統(tǒng)就是利用價格便宜的一般電子器件來設(shè)計一個參數(shù)精度高 ,控制操作方便 ,性價比高的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)的溫室大棚測控系統(tǒng)。環(huán)境中晝夜的溫度、濕度和光照度的變化大 ,對植物生長極為不利。為此 ,針對簡易日光溫室對溫度、濕度以及光照度等環(huán)境因素的控制要求 ,設(shè)計和開發(fā)了基于 STC89C58RD +單片機的低成本溫室自動化控制系統(tǒng)。而當今國內(nèi)常見的智能溫室系統(tǒng)都是采用工控機或者 PLC 方案 ,價格昂貴 ,較大部分用戶經(jīng)濟能力承受不起。 基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 5 第 2 章 溫室大棚自動控制系統(tǒng)的控制方案設(shè)計 目前 ,我國農(nóng)村使用的簡易日光溫室絕大部分采用手動控制 ,生產(chǎn)效率低下 ,單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本偏高。 本文將使用 8051 型單片機對溫度及濕度控制的基本原理實例化，利用現(xiàn)有資源設(shè)計一個實時控制 溫室大棚 溫度 、 濕度 等 的控制系統(tǒng)。根據(jù)需要，通過按鍵將溫度信息輸入 MCU，根據(jù)情況可隨時調(diào)節(jié)環(huán)境。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子計算機已用于控制溫室環(huán)境。中國農(nóng)業(yè)大學設(shè)計研制的 “ 山東省濟寧大型育苗溫室計算機分布式控制系統(tǒng) ” ，實現(xiàn)了計算機分布式控制 [4]。北京農(nóng)業(yè)大學研制成功 “ WJG1” 溫室環(huán)境監(jiān)控計算機管理系統(tǒng)，采用了分布式控制系統(tǒng)。 20世紀 90年代末，河北職業(yè)技術(shù)師范學院的閆忠文研制了作物大棚溫濕度測量系統(tǒng)，能對大棚內(nèi)的溫濕度進行實時測量與控制。在此期間，中國科學院石家莊現(xiàn)代化研究所、中國農(nóng)業(yè)大學 、 中國科學院上海植物生理研究所等單位也都側(cè)重不同領(lǐng)域，研究溫室設(shè)施的計算機控制與管理技術(shù)。 國內(nèi)狀況 我國農(nóng)業(yè)計算機的應(yīng)用開始于 20世紀 70年 代， 80年代開始應(yīng)用于溫室控制與管理領(lǐng)域?？刂埔竽茉谶h離溫室的計算機控制室就能完成，即遠程控制。 此外，國外溫室業(yè)正致力于向高科技方向發(fā)展。荷蘭開發(fā)的溫室計算機控制系統(tǒng)是通過人機交互界面進行參數(shù)設(shè)置和必要的信息顯示，可繪制出設(shè)定參數(shù)曲線、修正值曲線基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 3 以及測量的數(shù)據(jù)曲線，可以從數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)出設(shè)定的時間段內(nèi)參數(shù)以便于必要的數(shù)據(jù)查詢，并能直接對計算機串 行口進行操作，完成上位機與下位機之間的通信。 以園藝業(yè)著稱的荷蘭從 20世紀 80年代以來就開始全面開發(fā)溫室計算機自動控制系統(tǒng)，并不斷地開發(fā)模擬控制軟件。以花卉溫室為例，溫室內(nèi)監(jiān)控項目包括室內(nèi)氣溫、水溫、土壤溫度、鍋爐溫度、管道溫度、相對空氣濕度、保溫幕狀況、通窗狀況、泵的工作狀況、 CO2濃度、 Ec調(diào)節(jié)池和回流管數(shù)值、 pH調(diào)節(jié)池和回流管數(shù)值；室外監(jiān)控項目包括大氣溫度、太陽輻射強度、風向風速、相對濕度等。美國有發(fā)達的設(shè)施栽培技術(shù)，綜合環(huán)境控制技術(shù)水平非常高。 國內(nèi)外溫室控制技術(shù)發(fā)展概況 國外狀況 世界發(fā)達國家如荷蘭、美國、以色列等大力發(fā)展集約化的溫室產(chǎn)業(yè)，溫室內(nèi)溫度、光照、水、氣、肥實現(xiàn)了計算機調(diào)控，從品種選擇、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。 目前，隨著蔬菜大棚的迅速增多 ， 人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產(chǎn)效率，對大棚的自動化程度要求也越來越高。而當今大多數(shù)對大棚溫度、濕度、二氧化碳含量的檢測與控制都采用人工管理，這樣不可避免的有測控精度低、勞動強度大及由于測控不及時等弊端，容易造成不可彌補的損失，結(jié)果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預(yù)期的效果。大棚內(nèi)的溫度、濕度與二氧化碳含量等參數(shù)，直接關(guān)系 到蔬菜和水果的生長。在農(nóng)業(yè)種植問題中，溫室環(huán)境與生物的生長、發(fā)育、能量交換密切相關(guān)，進行環(huán)境測控是實現(xiàn)溫室生產(chǎn)管理自動化、科學化的基本保證，通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 2 結(jié)合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的?，F(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要一環(huán)就是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的一些重要參數(shù)進行檢測和控制。該系統(tǒng)采用傳感器技術(shù)和單片機相結(jié)合，由上位機和下位機 ( 都用單片機實現(xiàn) ) 構(gòu)成，采用 485 接口進行通訊，實現(xiàn)溫室大棚自動化控制。由于單片機及各種電子器件性價比的迅速提高，使得這種要求變?yōu)榭赡堋Ｒ虼?，為了實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學化并提高農(nóng)業(yè)研究的準確性，推動我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，必須大力發(fā)展農(nóng)業(yè)設(shè)施與相應(yīng)的農(nóng)業(yè)工程，科學合理地調(diào)節(jié)大棚內(nèi)溫度、濕度以及二氧化碳的含量，使大棚內(nèi)形成有利于蔬菜、水果生長的環(huán)境，是大棚蔬菜和水果早熟、優(yōu)質(zhì)高效益的重要環(huán)節(jié)。國外的溫室設(shè)施己經(jīng)發(fā)展到比較完備的程度，并形成了一定的標準，但是價格非常昂貴，缺乏與我國氣候特點相適應(yīng)的測控軟件。以蔬菜大棚為代表的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。例如：空氣的溫度、濕度、二氧化碳含量、土壤的含水量等 。 關(guān)鍵詞： 單片機 溫度傳感器 濕度傳感器 二氧化碳傳感器 基于單片機的智能溫室大棚控制系統(tǒng) 長春大學 2 In this paper Greenhouse is essential for modern agriculture basic equipment, use it to effectively control, such as temperature, light, humidity, carbon dioxide concentration is to change the plant growth environment, create the best condition for plant growth, avoid the seasons change and the influence of bad weather. This design to STC89C52 singlechip microputer as the core to plete the air temperature, soil moisture, and light for data acquisition, processing and display system of the basic block diagram, working principle and the design of relay control work. Main contents are: (1) by monolithic integrated temperature sensor AD590 to collect realtime temperature. (2) by the humidity sensor HS110