【正文】 月31日4主要元件的選擇或設計4月1日～4月10日5檢測器外形設計4月11日～4月20日6二氧化碳濃度檢測器性能分析4月21日～5月20日7整理﹑打印論文及譯文等5月21日～6月1日二氧化碳濃度檢測器設計摘要隨著社會經濟的發(fā)展，人們生活水平普遍提高，瓜果、蔬菜及花卉的社會需求數量和品質要求也不斷提高，特別是大中城市需要周年供應新鮮蔬菜，因此農業(yè)溫室得到迅速發(fā)展。近些年來，我國北方農村形成了以日光溫室為主導的農業(yè)產業(yè)化，因此，為二氧化碳的增施創(chuàng)造了有利的條件。本論文主要針對溫室內二氧化碳濃度、溫度以及濕度，設計了日光溫室檢測系統。針對不同的參數，可以通過鍵盤人為設定作物所期望的上、下限值。檢測器可以通過RS232實現和溫室主機的串行通訊。該系統考慮到溫室環(huán)境的復雜性增加傳感器實現多點多目標因子的檢測。該系統具有功能強成本低的特點，適合在各種溫室或塑料大棚進行環(huán)境因子檢測。s living standards generally improve, especially the Large and medium cities need to supply the fresh vegetables in anniversary, This needs to develop production of the greenhouse Carbon dioxide on crop growth and plays a very important role. In recent years, the rural north China have formed a greenhouseled industrialization of agriculture, therefore, applied for the increase of carbon dioxide created favorable conditions. Because different crops need different carbon dioxide concentrations, the growth in carbon dioxide it difficult to control its facilities in the amount of emissions, so carbon dioxide detector developed and used in greenhouse agriculture production, raise agricultural science and technology to promote agricultural ine and farmers increase of farreaching significance.This thesis presents the measuring and controlling system about temperature, humidity and carbon dioxide39。s density, the singlechip microputers activate the audible and visual alarm. At the same time, the singlechip microputers control the solid state relay to actuate mechanism for pensation .For different parameters, we can use keyboard to set the anticipant range of the crop. The secondary puter municate with the host puter through RS232.This system is easy to operate, reliable, easy to expand and so on. The system taking into account the increased plexity of the greenhouse environment to achieve multipoint multisensor target of cytokines. System is small, the operation is very simple and flexible for different environments, different requirements of different crops can be modified at any time limit alarm value, friendly interface. The system has powerful function and low cost, suitable for greenhouse or plastic tunnel testing of environmental factors.Key wards: greenhouse。 humidity。 singlechip microputer目錄1緒論 1 1 1 2 2 32系統總體方案的設計 4 4 53硬件設計 7 7 AT89S52單片機的特點 7 AT89S52單片機的主要特性 8 8 8 9 10 11 11 13 13 14 A/D轉換器及其接口電路 15 ICL7135的主要性能及管腳 16 ICL7135的串行工作方式 17 19 RS232簡介 20 20 電路設計 21 總線技術簡介 21 24LC256芯片與單片機的接口電路 23 23 23 24 25 26 264系統的軟件結構和程序框圖 28 28 30 30 31 31 總線的軟件設計 32 33 34 34 356使用說明 377結論 38參考文獻 39致謝 421緒論目前，隨著日光溫室的迅速增多，人們對其性能要求也越來越高，特別是為了提高生產效率，對溫室的自動化程度要求也越來越高?，F代化農業(yè)生產中的重要一環(huán)就是對農業(yè)生產環(huán)境的一些重要參數進行檢測和控制。在農業(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，進行環(huán)境測控是實現溫室生產管理自動化、科學化的基本保證，通過對監(jiān)測數據的分析，結合作物生長發(fā)育規(guī)律，控制環(huán)境條件，使作物達到優(yōu)質、高產、高效的栽培目的。溫室內的二氧化碳濃度、溫度與濕度等參數，直接關系到蔬菜和水果的生長。而當今大多數對溫室二氧化碳濃度、溫度、濕度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，結果不但大大增加了成本，浪費了人力資源，而且很難達到預期的效果。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?。西方發(fā)達國家在現代溫室測控技術上起步比較早。隨著計算機技術的進步和智能控制理論的發(fā)展，近百年來，溫室大棚作為設施農業(yè)的重要組成部分，其自動控制和管理技術不斷得以提高，在世界各地都得到了長足的發(fā)展【1】【2】。80年代，隨著微型計算機日新月異的進步和價格大幅度下降，以及對溫室控制要求的提高，以微機為核心的溫室綜合環(huán)境控制系統，在歐美得到了長足的發(fā)展，并邁入了網絡化，智能化階段【5】。溫室內的各環(huán)境因子大多由計算機集中控制，檢測傳感器也較為齊全，如溫室內外的溫度、濕度、光照度、二氧化碳濃度、營養(yǎng)液濃度等，由傳感器的檢測基本上可以實現對各個執(zhí)行機構的自動控制，如無級調節(jié)的天窗通風系統，濕簾與風扇配套的降溫系統，由熱水鍋爐或熱風機組成的加溫系統，可定時噴灌或滴灌的灌溉系統，二氧化碳施肥系統，以及適用于溫室作業(yè)的農業(yè)機械等。我國現代溫室技術起步較晚，70年代以來，政府大力發(fā)展以塑料大棚、節(jié)能日光溫室為主的設施農業(yè)，促進了農村經濟的發(fā)展和緩和了蔬菜季節(jié)性短缺矛盾。引進的溫室與我國傳統溫室比較，其空間大，便于進行機械作業(yè)，生產率與資源利用率比較高，為我國溫室的發(fā)展提供了借鑒作用。，軟件實現模式固定，不能進行功能擴展【9】。所以，傳統的方法，人們主要還是采用溫度計、濕度計來采集溫度值和濕度值，通過人工操作加熱、加濕、通風和降溫來控制溫濕度。 總體上說，我國自行開發(fā)的溫室測控系統其技術水平和調控能力與發(fā)達國家還有一定的差距。因此，我們應該根據我國的國情研制出適合我國農業(yè)的發(fā)展的儀器儀表，并在農業(yè)設施中廣泛推廣。該系統在設計過程中充分考慮到性價比，選用價格低、性能穩(wěn)定的元器件，可實現對大棚內二氧化碳濃度、溫濕度的在線實時檢測。本論文主要研究內容包含以下幾個方面：、空氣溫度、濕度傳感器的選型及相應信號處理電路的設計；、空氣溫度、濕度等環(huán)境因子的自動檢測；；；。其中，上位機是溫室主機(PC機)，下位機是檢測器。檢測器是以單片機為核心的，整個檢測器系統包括主模塊、數據采集與處理模塊、輸出控制模塊、鍵盤顯示模塊和數據通信模塊等。整個溫室測控系統主要由溫室內外環(huán)境自動測試系統，(間接)自動控制系統，人機對話接口和通訊接口四個部分組成。室外溫度、濕度則由室外固定的傳感器檢測。3．人機對話接口LED顯示系統：顯示溫室內的二氧化碳濃度、空氣溫度和濕度等環(huán)境參數值。報警信號：當某環(huán)境參數值超過限定界限時，發(fā)出聲光報警信號，提醒農藝人員采取相應措施。本文通過以上對陽光溫室蔬菜中的參量及其相互關系的分析研究，對檢測系統總體方案進行了詳細設計，采用ATMEL公司生產的AT89S52單片機、美國生產的紅外二氧化碳傳感器600AD公司生產的AD590集成溫度傳感器、電容式濕度傳感器HS1101。而對濕度傳感器HS1101的信號處理完之后的信號為脈沖信號，針對濕度的變化，脈沖的寬度會發(fā)生變化，所以可以直接把HS1101處理完之后的信號送到單片機的外部中斷口0（INT0），來實現脈沖信號寬度的測量。當二氧化碳濃度或者溫濕度中任何一個量低于或者高于期望的范圍時，系統會控制自動報警。： 二氧化碳、溫濕度檢測器的原理圖3硬件設計計算機的產生加快了人類改造世界的步伐，但是它畢竟體積龐大。它是把中央處理器（CPU）、隨機存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出端口（I/O）等主要計算機功能部件都集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。市場上比較流行的單片機種類主要有Intel公司、Atmel公司和Philip公司的8051系列單片機，Motorola公司的M6800系列單片機，Intel公司的MCS96系列單片機以及Microchip公司的PIC系列單片機等。本文選用Atmel公司生產的AT89S52作為CPU。 AT89S52單片機的特點。AT89S52具有如下特點：40個引腳，8KB Flash片內程序存儲器，256位的隨機存取數據存儲器，32個外部雙向輸入/輸出口，5個中斷優(yōu)先級，2層中斷嵌套中斷，3個可編程定時計數器，2個全雙工串行通信口，看門狗電路，片內時鐘振蕩器。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器，串行口，外中斷系統可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。%，遠遠不能滿足作物優(yōu)質高產的需要。在作物的整個生長期，都需要提供不同濃度的二氧化碳。而現代農業(yè)中的溫室大棚，形成了一個相對封閉的環(huán)境，使得對二氧化碳濃度的控制成為可能。專業(yè)的二氧化碳濃度測量儀表的價格一般都在上萬元/臺，在一般用戶中難以普及，因此，本論文針對此問題設計一種能夠應用在農業(yè)上的二氧化碳檢測器。本課題所選用的二氧化碳傳感器是美國telaire公司生產的紅外二氧化碳傳感器6004，此傳感器基于氣體對紅外光吸收的郎伯比爾吸收定律，采用國際上最新的電調制紅外光源、高靈敏度濾光傳感一體化紅外傳感器、高精度前置放大電路、可拆卸式鍍膜氣室等，實現不同濃度、氣體的高精度連續(xù)檢測。：當紅外光通過待測氣體時，這些氣體分子對特定波長的紅外光有吸收作用，其吸收關系服從朗伯比爾吸收定律。經積分得： （）式中：為吸收氣體介質的分子總數；為積分常數。則式（）可寫成： （）式（）表明：光強在氣體介質中隨濃度及厚度按指數規(guī)律衰減。對同一氣體，隨入射波長而變。 NDIR紅外氣體分析示意圖。