【正文】 送到PLC中，PLC就會把采集來的信號和設(shè)定的信號相比較后PLC就會發(fā)出停止二氧化碳濃度控制設(shè)備運(yùn)行的信號，讓二氧化碳濃度控制設(shè)備停止。當(dāng)溫室內(nèi)的二氧化碳濃度太高時，二氧化碳濃度傳感器就會檢測到二氧化碳濃度信號，把檢測到的信號進(jìn)行采集輸送到PLC中，PLC就會把采集來的信號和設(shè)定的信號相比較后發(fā)出相應(yīng)的控制指令去控制二氧化碳濃度控制設(shè)備，啟動降低二氧化碳濃度設(shè)備來降低溫室內(nèi)的二氧化碳濃度。特別是在溫室大棚種植植物，二氧化碳濃度的控制在溫室大棚自動控制系統(tǒng)是不可或缺的。在光合作用的過程，二氧化碳是綠色植物光合作用必不可少的條件之一，二氧化碳濃度的高低直接影響著綠色植物光合作用的效率。2. 手動模式下的光照強(qiáng)度控制流程圖在手動模式下，通過光照強(qiáng)度過高或過弱按鈕來啟動控制設(shè)備來減弱或增強(qiáng)光照強(qiáng)度。 當(dāng)光照強(qiáng)度過低時，通過閉合接觸器來增加光照強(qiáng)度。圖 43 光照強(qiáng)度控制流程圖1. 自動模式下的光照強(qiáng)度控制流程圖在自動模式下，把光照強(qiáng)度傳感器檢測到的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為電信號。當(dāng)溫室大棚內(nèi)的光照強(qiáng)度在設(shè)定的范圍內(nèi)時，光照強(qiáng)度傳感器就會檢測到光照強(qiáng)度信號，把檢測到的信號進(jìn)行采集輸送到PLC中，PLC就會把采集來的信號和設(shè)定的信號相比較后PLC就會發(fā)出停止光照強(qiáng)度控制設(shè)備運(yùn)行的信號，讓光照強(qiáng)度控制設(shè)備停止。當(dāng)溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度太強(qiáng)時，光照強(qiáng)度傳感器就會檢測到光照強(qiáng)度信號，把檢測到的信號進(jìn)行采集輸送到PLC中，PLC就會把采集來的信號和設(shè)定的信號相比較后發(fā)出相應(yīng)的控制指令去控制光照強(qiáng)度控制設(shè)備，啟動減弱光照強(qiáng)度設(shè)備來降低溫室內(nèi)的光照強(qiáng)度。特別是在溫室大棚種植植物，光照是必不可少的，因此光照強(qiáng)度的控制在溫室大棚自動控制系統(tǒng)是不可或缺的。綠色植物需要光合作用，而光照強(qiáng)度就是綠色植物光合作用必備的條件之一。在手動模式下，通過控制濕度過高或過低開關(guān)來完成對濕度的調(diào)節(jié)。 當(dāng)溫室內(nèi)的濕度過低時，通過控制水泵來增加濕度。圖 42 濕度控制流程圖檢測溫室內(nèi)的濕度，把濕度傳感器檢測的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為電信號。使?jié)穸缺３衷谥参锷L最佳的范圍內(nèi)。當(dāng)溫室大棚內(nèi)的濕度過低小于設(shè)定的下限值時，PLC把濕度傳感器采集來的濕度值和設(shè)定的值進(jìn)行比較，然后再有PLC發(fā)出了控制增加濕度的指令去啟動增濕設(shè)備來增加溫室大棚內(nèi)的濕度。溫室內(nèi)濕度的控制也是由濕度傳感器去檢測溫室的濕度信號，把采集的濕度信號送到PLC中，由PLC完成和設(shè)定值得比較，然后再發(fā)出相應(yīng)的指令去控制相應(yīng)的設(shè)備來調(diào)節(jié)濕度。濕度對植物生長的有很大的影響，適宜的濕度環(huán)境使得植物健康茁壯成長，相反，溫室環(huán)境濕度過大就會讓植物的根部會腐爛，溫室內(nèi)濕度過低就會讓植物沒有充足的水分而導(dǎo)致植物缺水。當(dāng)溫度大于設(shè)定的值時，通過閉合接觸器來開啟天窗通風(fēng)降溫。 通過與設(shè)定的值做比較，判斷溫度是否在設(shè)定的范圍內(nèi)。 溫度控制系統(tǒng)的流程圖如圖41。當(dāng)溫室大棚內(nèi)的溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)時，溫度傳感器把采集的信號送到PLC中，PLC就會發(fā)出停止溫度控制設(shè)備運(yùn)行的信號，讓溫度控制設(shè)備停止。當(dāng)溫度高于設(shè)定的溫度上限值時，溫度傳感器進(jìn)行檢測溫度采集溫度信號，再有溫度傳感器把采集來的溫度信號傳送到PLC，讓PLC發(fā)出降低溫室內(nèi)的溫度的信號，降低溫度的信號就會去控制降溫設(shè)備，啟動降溫設(shè)備，使得溫室內(nèi)的溫度下降到設(shè)定的范圍內(nèi)。溫度控制就是控制溫室大棚內(nèi)的植物最佳生長所需要的溫度控制在一定的范圍之內(nèi)。 I/O分配表I/O分配表如下表33所示表33 I/O分配表端口符號名稱端口符號名稱QS1自動開關(guān)KM4接觸器4QS2手動開關(guān)HL2降低溫度指示燈SB2運(yùn)行按鈕KM2接觸器2SB2停止按鈕HL3水泵運(yùn)行指示燈SB3溫度過高按鈕KM6接觸器6SB4溫度過低按鈕HL4降低濕度指示燈SB5濕度過大按鈕KM3接觸器3SB6濕度過低按鈕HL5光照強(qiáng)度設(shè)備運(yùn)行指示燈SB7光照強(qiáng)度過強(qiáng)按鈕KM4接觸器4SB8光照強(qiáng)度過弱按鈕HL6減弱光照強(qiáng)度指示燈SB9二氧化碳濃度過高按鈕KM5接觸器5SB10二氧化碳濃度過弱按鈕HL7二氧化碳設(shè)備運(yùn)行指示燈KM1接觸器1KM6接觸器6HL1加熱設(shè)備運(yùn)行指示燈HL8降低二氧化碳濃度指示燈 硬件接線圖如圖38所示圖 38系統(tǒng)硬件接線圖第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括溫度控制軟件設(shè)計(jì)、濕度控制軟件設(shè)計(jì)、光照強(qiáng)度控制軟件設(shè)計(jì)以及二氧化碳濃度控制軟件設(shè)計(jì)。增施二氧化碳的方法一般采用兩種：短時間通風(fēng)：一般情況下由于溫室作物不斷吸收二氧化碳進(jìn)行光合作用，室內(nèi)的二氧化碳濃度低于自然界的二氧化碳濃度，適當(dāng)?shù)赝L(fēng)換氣可以增加室內(nèi)二氧化碳濃度。補(bǔ)光 當(dāng)室內(nèi)光照強(qiáng)度低于植物生長的低光照強(qiáng)度時要關(guān)閉遮陽網(wǎng)。利用開啟天窗和通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降低濕度。 濕度控制增濕 當(dāng)溫室大棚內(nèi)的室內(nèi)濕度小于植物生長的最低濕度時，使用水泵進(jìn)行噴灌時濕度會增加，一般增加到70％，這較適合作物生長。在使用遮陽網(wǎng)后，太陽輻射降低，則可使氣溫和植物表面溫度降到30℃左右．能夠滿足植物生長需要。其次，在氣候十分干燥時,蒸發(fā)損失增大，也會降低效果。主要是投資費(fèi)用大，就目前條件移動式噴灌系統(tǒng)最便宜，畝投資也需要2050元／畝。此外，噴灌不僅適應(yīng)所有大田作物，而且對于各種經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、草場都可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效果。適應(yīng)性強(qiáng)：噴灌對各種地形適應(yīng)性強(qiáng)，不需要像地面灌溉那樣整平土地，在坡地和起伏不平的地面均可進(jìn)行噴灌。而且在噴灌時能沖掉植物莖葉上塵土,有利于植物呼吸和光合作用。提高土地利用率：采用噴灌時，無需田間的灌水溝渠和畦埂，比地面灌溉更能充分利用耕地，提高土地利用率，一般可增加耕種面積7一10％。由于取消了田間的輸水溝渠,不僅有利于機(jī)械作業(yè)，而且大大減少了由間勞動量。具有節(jié)省水量、不破壞封結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)地面氣候且不受地形限制等優(yōu)點(diǎn). 省水：由于噴灌可以控制噴水量和均勻性，避免產(chǎn)生地面徑流和深層滲漏損失，使水的利用率大為提高，一般比地面灌溉節(jié)省水量3O一50％，省水還意味著節(jié)省動力，降低灌水成本。表32 EM 235選擇模擬量輸入范圍和分辨率的開關(guān)表單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0到50mVOFFONOFFONOFFON0到100mV25μVONOFFOFFOFFONON0到500mV125uAOFFONOFFOFFONON0到1V250μVONOFFOFFOFFOFFON0到5VONOFFOFFOFFOFFON0到20mA5μAOFFONOFFOFFOFFON0到10V 溫室自動控制系統(tǒng)的控制量與控制措施 灌溉系統(tǒng)利用機(jī)械和動力設(shè)備，使水通過噴頭（或噴嘴）射至空中，以雨滴狀態(tài)降落田間的灌溉方法。（開關(guān)6）、增益（開關(guān)4和5）和衰減（開關(guān)2和3）。開關(guān)1到6可選擇模擬量輸入范圍和分辨率。 EM 235模擬量輸入模塊EM 235模塊是組合強(qiáng)功率精密線性電流互感器、意法半導(dǎo)體（ST）單片集成變送器ASIC芯片于一體的新一代交流電流隔離變送器模塊，它可以直接將被測主回路交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的DC4～20mA（通過250Ω電阻轉(zhuǎn)換DC 1～5V或通過500Ω電阻 轉(zhuǎn)換DC2～10V）恒流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)信號，連續(xù)輸送到接收裝置（計(jì)算機(jī)或顯示儀表）。（7）傳感器的外殼采用了高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抗沖擊能力強(qiáng)。（5）傳感器整機(jī)采用低功耗設(shè)計(jì)，帶載距離長。（3）傳感器的零點(diǎn)、靈敏度及報(bào)警點(diǎn)皆采用紅外遙控器調(diào)節(jié)。產(chǎn)品特點(diǎn) （1）傳感器采用非色散紅外氣體檢測技術(shù)檢測二氧化碳?xì)怏w濃度，具有測量精度高、調(diào)校周期長、重復(fù)性好、測量范圍寬、使用壽命長、不受其它背景氣體（CHH2S、SONO2等）影響等優(yōu)點(diǎn)。儀器能夠連續(xù)監(jiān)測二氧化碳?xì)怏w濃度并就地顯示，同時將濃度值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號傳輸給關(guān)聯(lián)設(shè)備。CO2氣體的濃度愈大，電容值改變也就愈大。干涉濾光鏡是可調(diào)的，調(diào)節(jié)他可改變其通過的光波波段，從而改變探測器探測到信號的強(qiáng)弱。紅外光源采用鎳鉻絲，其通電加熱后可發(fā)出3～10μm的紅外線。圖36二氧化碳傳感器探頭結(jié)構(gòu) 二氧化碳傳感器探頭結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)比爾朗伯定律，輸出光強(qiáng)度 、輸入光強(qiáng)度 和氣體濃度 之間的關(guān)系為： I=I0exp?(αmLC) 式中:αm為摩爾分子吸收系數(shù)；C 為待測氣體濃度；L 為光和氣體的作用長度（傳感長度）。同一種物質(zhì)不同濃度時，在同一吸收峰位置有不同的吸收強(qiáng)度，吸收強(qiáng)度與濃度成正比關(guān)系。 二氧化碳濃度傳感器的工作原理 紅外吸收型CO2氣體傳感器是基于氣體的吸收光譜隨物質(zhì)的不同而存在差異的原理制成的。室外空氣濃度，g/； n換氣次數(shù)，次/h。 QCO2=CnCwnV(Pnr0)As 式中：QCO2計(jì)算施用量，g/h。溫室大棚的來源包括空氣和土壤。溫室是一個相對封閉的環(huán)境，作物在溫室內(nèi)不斷進(jìn)行著的吸收與釋放過程，因此，溫室內(nèi)的濃度與外界環(huán)境有明顯的差異。最好將電纜牢固地固定在安裝架上，以減少斷裂或在有風(fēng)天發(fā)生間歇中斷現(xiàn)象。（8）大氣壓力：80～110KPa。（6）工作環(huán)境溫濕度：0～40℃、0～70%RH。（5）測量誤差: 小于177。（3）電源電壓: 24VDC(12VDC～30VDC)。2 技術(shù)參數(shù) （1）測量范圍: 200～200000Lux。 HA2003 光照傳感器 HA2003光照傳感器外觀圖如圖34。光照強(qiáng)度不同光明傳感器的組織不同，當(dāng)光照強(qiáng)度很強(qiáng)時，光敏傳感器的阻值很?。划?dāng)光照強(qiáng)度弱時，光敏傳感器的組織很大；當(dāng)光照強(qiáng)度適宜時光敏傳感器的阻值介于強(qiáng)光和弱光的阻值之間。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐量級，亮電阻值在幾千歐以下。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時，它的阻值（亮電阻）急劇減小，電路中電流迅速增大。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。廣泛應(yīng)用于各種控制電路（如自動照明燈控制電路、自動報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)中的高度自動調(diào)節(jié)，照相機(jī)中的自動曝光控制等）及各種測量儀器中。 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對光線十分敏感，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。光傳感器的不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進(jìn)行檢測，只要將這些非電量轉(zhuǎn)換為光信號的變化即可。適用范圍適用于節(jié)水農(nóng)業(yè)灌溉、溫室大棚蔬菜、花卉園藝、草地牧場、土壤速測、植物培養(yǎng)、科學(xué)試驗(yàn)等領(lǐng)域。 （5）測量精度高，性能可靠，確保正常工作。 （3）外部以環(huán)氧樹脂純膠體封裝，密封性好，可直接埋入土壤中使用，且不受腐蝕。 功能及特點(diǎn) （1）本傳感器體積小巧化設(shè)計(jì)，攜帶方便，安裝、操作及維護(hù)簡單。（12）響應(yīng)時間：＜1秒。（10）輸出信號：電壓型0～ DC； 電流型0～20mA 直流。7～24V（電流型。（7）工作溫度范圍：40℃～85℃。（6）測量精度：177。（4）探針長度：。（2）單 位：%( m3/m3)。另一類非親和力型濕敏元件利用其與水分子接觸產(chǎn)生的物理效應(yīng)來測量濕度。這類元件在應(yīng)用時附著或浸入被測的水蒸氣分子，與材料發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化物，或一經(jīng)浸入就有一部分殘留在元件上而難以全部脫出，使重復(fù)使用時元件的特性不穩(wěn)定，測量時有較大的滯后誤差和較慢的反應(yīng)速度。利用水分子有較大的偶極矩，易于附著并滲透入固體表面的特性制成的濕敏元件稱為水分子親和力型濕敏元件。現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)要求高精度、高可靠和連續(xù)地 測量濕度，因而陸續(xù)出現(xiàn)了種類繁多的濕敏元件。有關(guān) 濕度測量，早在16世紀(jì)就有記載。 相對濕度為100％的空氣就是水蒸氣飽和的空氣．相對濕度同樣也與溫度聯(lián)系起來才有意義．通過相對濕度和溫度也可以換算出表示溫度的其他參數(shù)．相對濕度給出大氣的潮濕程度，它是一個無量綱的量，在實(shí)際使用中多使用相對濕度這一概念。表示∶RH=e/es100%。由于水汽的飽和氣壓會隨著氣溫增高而增加，因此相對濕度相同的情況下，氣溫高時空氣中的水汽重量比氣溫低時大，平時我們說空氣很濕，就是表示空氣相對濕度較大。相對濕度（Relative絕對濕度是指在一定溫度和壓力條件下， 每單位體積（1m3）的混合氣體中所含水蒸汽的質(zhì)量（g），單位為g/m3，一般用符號AH表示。飽和蒸汽壓（Saturation pressure of water vapor）由飽和蒸汽產(chǎn)生的部分壓力，稱為該溫度下的飽和蒸汽壓。 濕度定義空氣的干濕程度叫做濕度，常用絕對濕度、相對濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來表示．通常空氣的溫度越高，最大濕度就越大。（8）測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以一線總線串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。（6）可編程的分辨率為9～12位，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫。（5）溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177。（3）DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。該芯