【正文】 ℃~℃ 。同時由于讀寫在操作上是分開的故不存在信號競爭問題。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的，為了操作方便用單片機的 口作發(fā)送口 TX， 口作接收口 Rx。當(dāng) DS1820 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時，總線上必須有強的上拉。 溫度檢測電路溫度檢測系統(tǒng)原理圖如圖 所示，采用寄生電源供電方式。測量結(jié)果存入溫度寄存器中。當(dāng)計數(shù)門打開時，DS1820 進行計數(shù)計數(shù)門開通時間由高溫度系數(shù)振蕩器決定。DS1820 測量溫度時使用特有的溫度測量技術(shù)。其余 8 位以二進制補碼形式表示溫度值。這樣，經(jīng)過比較后所得的溫度寄存器的值就是最終讀取的溫度值了，其最末位代表 ℃，四舍五入最大量化誤差為士 l/ZLSB，即 ℃。圖中比較器的作用是以四舍五入的量化方式確定溫度寄存器最低有效位。以計數(shù)器 l 每一個循環(huán)的預(yù)置數(shù)都由斜率累加器提供。初始時，溫度寄存器被預(yù)置成—55 0C，每當(dāng)計數(shù)器 1 從預(yù)置數(shù)始減計數(shù)到 0 時，溫度寄存器中寄存的溫度值就增加10C，這個過程重復(fù)進行直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時便停止。低溫度系數(shù)振蕩器是一個振蕩頻率隨溫度化很小的振蕩器，為計數(shù)器 1 提供一頻率穩(wěn)定的計數(shù)脈沖。 DS1820 的測溫原理DS1820 的內(nèi)部框圖如圖 所示，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64 位激光ROM 單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器、用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值、觸發(fā)器存儲與控制邏輯、8 位循環(huán)冗余校驗碼發(fā)生器等 7 部分。協(xié)議由幾種單線上信號類別型組成：復(fù)位脈沖，存在脈沖，寫 0，寫 1，讀 0，和讀 1。處理數(shù)據(jù)。無論是單點還是多點溫度檢測，在系統(tǒng)安裝及工作之前，應(yīng)將主機逐個與 DS1820 掛接，讀出其序列號。 DS1820 的讀寫時序?qū)?DS1820 的使用，多采用單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。主機或者從機通過一個漏極開路或三態(tài)端口連至該數(shù)據(jù)線，以允許設(shè)備在不發(fā)送數(shù)據(jù)時能夠釋放總線，而讓其他設(shè)備使用總線，其內(nèi)部等效電路如圖 所示。當(dāng)只有一個從機設(shè)備時，系統(tǒng)可按單節(jié)點系統(tǒng)操作；當(dāng)有多個從設(shè)備時，系統(tǒng)則按多節(jié)點系統(tǒng)操作。單總線適用于單主機系統(tǒng)，能夠控制一個或多個從機設(shè)備。單線總線，即 1——wire 技術(shù)是 DS1820 的一個特點。? 溫范圍一 55℃—— +125℃，固有測溫分辨率 ℃。? DS1820 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS1820 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。由于每一個 DS1820 出廠時都刻有唯一的一個序列號并存入其 ROM 中，因此 CPU 可用簡單的通信協(xié)議就可以識別，從而節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 DS1820 溫度傳感器 DS1820 溫度傳感器概述美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS1820 數(shù)字溫度傳感器，可以直接將被測溫度轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號供微機處理，通過簡單的編程實現(xiàn) 9 位的溫度讀數(shù)。動態(tài)特性好的傳感器，其輸出量隨時間的變化規(guī)律將再現(xiàn)輸入量隨時間的變化規(guī)律，即它們具有同一時間函數(shù)。動態(tài)特性是指傳感器測量動態(tài)信號時，輸出對輸入的響應(yīng)特性。而實際中大量的被測量是隨時間變化的動態(tài)信號，傳感器的輸出不僅需要精確地顯示被測量的大小，還要顯示被測量隨時間變化的規(guī)律，即被測量的波形。6．零漂傳感器在零輸入狀態(tài)下，輸出值的變化稱為零漂，零漂可用相對誤差表示，也可用絕對誤差表示。mH?遲滯特性一般由實驗方法確定。2．靈敏度傳感器的靈敏度是指傳感器在穩(wěn)定標(biāo)準條件下，輸出量的變化量與輸入量的變化量之比，即 XYS/0?式中 S0——靈敏度；Y——輸出量的變化量；X——輸入量的變化量。傳感器這一基本特性可用靜態(tài)特性和動態(tài)特性來描述。第 3 章 傳感器設(shè)計 傳感器的基本特性在監(jiān)控系統(tǒng)中有各種不同的物理量需要監(jiān)測和控制，這就要求傳感器能感受被測非電量并將其轉(zhuǎn)換成與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的電量。為防止模擬傳感器數(shù)據(jù)采集的失真，采用了線形插值算法。選用的主要器件有溫度傳感器 DS1820，濕度傳感器 HSll01，At89S51，A/D 轉(zhuǎn)換器TLCO834，數(shù)據(jù)存儲器 AT24CO4，MMC 存儲卡，4 數(shù)碼管顯示模塊，語音報警芯片ISD2560， 555 芯片等。因此，在設(shè)計時，除了保持高性能外，盡可能降低成本，外圍硬件電路，在系統(tǒng)性能和速度允許的情況下盡可能用軟件代硬件功能等。3．性價比單片機除體積小、功耗低等特點外，最大的優(yōu)勢在于高性能價格比。因此在設(shè)計時，要盡可能減少人機交互接口，多采用操作內(nèi)置或簡化的方法。提高系統(tǒng)的可靠性通常從以下幾個方面考慮：使用可靠性高的元器件；設(shè)計電路板時布線和接地要合理；對供電電源采用抗干擾措施；輸入輸出通道抗干擾措施；進行軟硬件濾波；系統(tǒng)自診斷功能等。%RH 系統(tǒng)設(shè)計原則要求單片機系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性高、操作維護方便、性價比高等特點。要求達到的技術(shù)指標(biāo)：測溫范圍：20℃100 ℃測溫精度：177。5．長時間測量數(shù)據(jù)記錄功能:可以根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)記錄時間間隔，數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)存儲器。4．通信系統(tǒng)具有較高的可靠性、較好的實時性和較強的抗干擾能力。2．實現(xiàn)超限數(shù)據(jù)的及時報警。? 利用語音芯片，超限報警，實現(xiàn)了人性化管理。? 增加了輔助存儲功能，在監(jiān)控計算機不工作的時候，采用多媒體存儲卡存儲采集數(shù)據(jù)。滿足了對作物生長狀態(tài)實行全面、實時、長期監(jiān)測的要求。 主要研究內(nèi)容本設(shè)計主要做了如下幾方面的工作：一是確定系統(tǒng)的總體功能設(shè)計方案；二是進行智能傳感器的硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計；三是單片機及通信接口的硬件電路及軟件系統(tǒng)設(shè)計；四是對連接單片機的上位管理計算機軟件系統(tǒng)的設(shè)計思路、工作原理和實現(xiàn)方法進行了闡述。同時，將更多的農(nóng)業(yè)知識用于溫室生產(chǎn)的實時控制中，不僅僅局限于對環(huán)境因子的專家指導(dǎo)。還有就是農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)在溫室實時控制中的應(yīng)用的局限性，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)對溫室環(huán)境因子進行實時監(jiān)控，不同于開發(fā)單純的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)，其中涉及與控制系統(tǒng)的“接口”問題。各種專家系統(tǒng)在收集、整理農(nóng)業(yè)專家知識時并沒有把專家是如何學(xué)習(xí)和獲得這些知識的過程整理出來，這樣開發(fā)的專家系統(tǒng)并不具有真正的學(xué)習(xí)能力。這種控制方式既能體現(xiàn)作物生長的內(nèi)在規(guī)律，發(fā)揮農(nóng)業(yè)專家在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用，又可充分利用計算機技術(shù)的優(yōu)勢，使系統(tǒng)的調(diào)控非常方便和有效，實現(xiàn)溫室的完全智能化控制。智能化的控制技術(shù)將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與溫室自動控制技術(shù)有機結(jié)合，以溫室綜合環(huán)境因子作為采集與分析對象，通過專家系統(tǒng)的咨詢與決策，給出不同時期作物生長所需要的最佳環(huán)境參數(shù)，并且依據(jù)此最佳參數(shù)對實時測得的數(shù)據(jù)進行模糊處理，自動選擇合理、優(yōu)化的調(diào)整方案，控制執(zhí)行機構(gòu)的相應(yīng)動作，實現(xiàn)溫室的智能化管理與生產(chǎn)。目前我國絕大部分自主開發(fā)的大型現(xiàn)代化溫室及引進的國外設(shè)備都屬于這種控制方式。此時的溫室有比較完整的控制系統(tǒng)，有各種傳感器采集溫室環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測環(huán)境變化及控制執(zhí)行機構(gòu)的動作，良好的人機界面使種植者的操作過程形象而且簡便。利用計算機技術(shù)及現(xiàn)代控制理論對溫室內(nèi)的各種環(huán)境因子如溫度、光照、濕度、CO 2 濃度和施肥等，進行自動控制和調(diào)節(jié)成為溫室控制的主要方式。但這種控制方式的勞動生產(chǎn)率較低，不適合工廠化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。生產(chǎn)一線的種植者既是溫室環(huán)境的傳感器，又是對溫室作物進行管理的執(zhí)行機構(gòu)，他們是溫室環(huán)境控制的核心。 溫室環(huán)境控制技術(shù)三個發(fā)展階段從國內(nèi)外溫室控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r來看，溫室環(huán)境控制技術(shù)大致經(jīng)歷三個發(fā)展階段：手動控制。在技術(shù)單片機控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參控制系統(tǒng)，與發(fā)達國家相比，存在較大差距。 我國溫室控制技術(shù)我國對于溫室控制技術(shù)的研究較晚，始于 20 世紀 80 年代工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達國家溫室控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握氣候室內(nèi)微機控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于溫度、濕度和 CO2 濃度環(huán)境因子的控制。像園藝強國荷蘭，以先進的鮮花生產(chǎn)技術(shù)著稱于世，其玻璃溫室全部由計算機操作。目前正開發(fā)和研制計算機數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進行指示、記錄和控制。而溫室設(shè)施術(shù)的最終目標(biāo)是提高控制與作業(yè)精度。它以采光覆蓋材料作為全部或部分結(jié)構(gòu)材料，可在冬季或其他不適宜露地植物生長的季節(jié)栽培植物。溫室環(huán)境控制技術(shù)是隨自動化檢測技術(shù)、過程控制技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的。我國溫室環(huán)境控制目前仍靠人工經(jīng)驗來管理，嚴重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，因此，采用先進的人工智能技術(shù)，科學(xué)、合理地控制影響作物的環(huán)境因子，通過計算機控制設(shè)備進行環(huán)境控制，以便給作物生長創(chuàng)造一個最佳的環(huán)境條件，做到既提高產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、經(jīng)濟價值和社會效益，同時盡量降低生產(chǎn)成本，這對溫室環(huán)境施行自動檢測和控制是非常必要的。環(huán)境控制工程作為農(nóng)業(yè)生物速生、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的手段，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 HS1101。Bus technology。關(guān)鍵字 :AT89S51。滿足了對作物生長狀態(tài)實行全面、實時、長期監(jiān)測的要求。首先通過 RS232C 協(xié)議實現(xiàn)單片機和計算機的連接，借助 Windows 下串行通信編程的 ActiveX 控件通過串行接口收發(fā)數(shù)據(jù)，然后計算機作為監(jiān)控機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、存儲、查詢、打印和系統(tǒng)設(shè)置功能。包括傳感器的靜動態(tài)特征介紹，采用單總線技術(shù)的 DS1820 數(shù)字溫度傳感器測溫時序、測溫原理、測溫電路以及測溫系統(tǒng)軟件設(shè)計，濕敏電容傳感器 HS1101 的濕度測量電路，為防止模擬傳感器采集濕度數(shù)據(jù)的失真，采用了線形插值算法：三是單片機及通信接口的硬件電路及軟件系統(tǒng)設(shè)計。本設(shè)計主要做了如下幾方面的工作：一是確定系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。題 目： 基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)的設(shè)計學(xué) 院： 信息電子技術(shù)學(xué)院年 級： 07級專 業(yè)： 電氣工程及其自動化姓 名： 樊成龍學(xué) 號： 0709034225指導(dǎo)教師： 樊廷棟摘 要現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開環(huán)境控制，本文在對國內(nèi)外溫室智能控制進行深入分析的基礎(chǔ)上，針對溫室智能化控制存在的諸多因子，將智能傳感器監(jiān)測和單片機控制相結(jié)合，提出了基于單片機的溫濕度檢測系統(tǒng)設(shè)計方案。本系統(tǒng)采用層次化、模塊化設(shè)計，整個系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)組成。包括系統(tǒng)要完成的設(shè)計功能，達到的技術(shù)指標(biāo)，系統(tǒng)的設(shè)計原則，由此簡要介紹系統(tǒng)的整個組成和系統(tǒng)工作原理；二是進行智能傳感器的硬件電路和軟件系統(tǒng)的設(shè)計。內(nèi)容包括采用的 AT89ssl 單片機的介紹，IZC 總線的 AT24C04 的存儲擴展，4 數(shù)碼管顯示輸出，超限數(shù)據(jù)的語音報警，模擬 SPI 總線輔助數(shù)據(jù)存儲；四是對計算機軟件系統(tǒng)的設(shè)計思路、工作原理和實現(xiàn)方法進行了闡述。本系統(tǒng)將信息采集、信息傳輸、信息處理等多種信息技術(shù)相互融合，采用了多種總線技術(shù)，將溫室環(huán)境多種參數(shù)監(jiān)測和單片機控制理論相結(jié)合，提出一種切實可行的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以全面、實時、自動地對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自動記錄、存儲和處理，并將有關(guān)信息根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用最有效方式送入計算機進行處理，并可對監(jiān)測系統(tǒng)進行遠程控制。實現(xiàn)了對溫室環(huán)境的溫濕度實時監(jiān)測和控制，實現(xiàn)了溫室環(huán)境溫濕度檢測的自動化和智能化。總線技術(shù)；DS1820；HS1101；ISD2560AbstractModern agrieultural Produetion 15 inscparable from the the light of the causes of greenhouse intelligent control，Based on thorough analysis about our national and abroad greenhouse intellignt control，bining intelligent sensors test with mcu thesis proposes a designseheme on mcu temperature and humidity testing system. This system adopts hierarehieal， consists of data acquisition system，meu eontrol system，puter monitoring system，and centers around the mcu，with many temperature， humidity sensors as measurement collects and stores intelligent sensor measurement data by connecting mcu with intelligent mcu system，some functions of the expansion storage of procedures， realtime disp1ay of data，overrun auto alarm and auxiliary data storage are the center of the monitoring puterand software design of intelligent sensor，Including the introduetion of the static and dynamic characteristies of software designing of temperature measurement phase，temperature measurement principle， temperature measurement circuit and temperature measureme