【正文】 TC向低溫方向移動。從居里點開始，電阻值急劇上升到某一溫度附近達到最大值。 PTC 開關(guān)型正溫度系數(shù)熱敏電阻器的阻溫特性曲線 (圖 3曲線 4)。 圖 3 幾種不同類型的熱敏電阻器的阻溫特性曲線 按阻溫特性分類有：負溫度系數(shù)熱敏電阻器 (NTC)，圖 4— 1 中曲線 2；開關(guān)型正溫度熱敏電阻器 (PTC)，圖 3 中曲線 4；緩變型正溫度系數(shù)熱敏電阻器 (PTC)，圖 3中曲線5；臨界負溫度系數(shù)熱敏電阻，圖 3 中曲線 3； 鉑電阻器限溫度曲線如圖 3中曲線 1。 按加熱方式分類：直熱式和旁熱式。熱敏電阻器可以從結(jié)構(gòu)、材料和阻溫特性等多方面進行分類。該電路可調(diào)節(jié)溫度檢測電路中的 RP，即調(diào)節(jié)溫度檢測電路的基準(zhǔn)溫度值，同理，又可調(diào)節(jié)濕度檢測電路中的基準(zhǔn)濕度值，以適應(yīng)在不同環(huán)境的需要。當(dāng)溫度在 20℃ 到 25℃ 之間時，測濕系統(tǒng)測出適時濕度低于 70%RH 時，啟動澆水系統(tǒng)。 在方案一系統(tǒng)功能簡介： 當(dāng)測溫電路測出適時溫度超過 25℃ 時，啟動換氣電路；且當(dāng)溫度達到 30℃ 啟動報警系 統(tǒng)。 方案二設(shè)計的原理雖然很容易的實現(xiàn)，設(shè)計的功能也比較的齊全但是我們可以通過具體的控制框圖 22以知道它所要求的芯片的型號和外部硬件比較的高，成本也很高不能很好的推廣，我們設(shè)計中要求的是實用而且很容易掌握的方案，在廣大的農(nóng)村農(nóng)民用戶種植中不需要編程等一系列的專業(yè)的技術(shù)學(xué)習(xí)，這就更加符合我們的種植農(nóng)戶的要求，相比與方案一的專業(yè)要求就有了不可代替的優(yōu)勢，而且在芯片應(yīng)用等方面，方案一的芯片購買的比較的方便，而方案二所需要的一些芯片價格比較的昂貴，要求的外部硬件條件也比較的高，比如方案二中要求 系統(tǒng)采用 MAX6613 和 IH3605 作為溫度、濕度傳感器，使其監(jiān)控的實時性、控制的精確性得到了提高；同時，由于選用了 ADuC824，它能保證系統(tǒng)自動從死機狀態(tài)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，但是要求有相關(guān)的電腦操作技能，這些方面方案一相比于方案二都具有一定的優(yōu)勢。報警裝置由一發(fā)射器和接收器組成。當(dāng)夜間溫度過低時，再起到和上述加熱裝置一樣的功能。上位機 (PC 機 )通過通信接口調(diào)用溫度、濕度值，以用于打印或分析。 由于系統(tǒng)需要無紙記錄溫度、濕度值，因此外擴一片容量為 4MB 的 AT29C040A Flash EPPROM，在寫入過程中無需編程高壓和紫外線照射，具有硬件和軟件兩方面的數(shù)據(jù)保護，可防止其內(nèi)容免遭意外改寫，使用十分方便。 鍵盤用于設(shè)定溫度、濕度的上、下限報警范圍及控制值，設(shè)定采樣時間間隔，調(diào)整系統(tǒng)時間。另外，還有一個通用 UART 串行 I/O，一個與 I2C 兼容的二線串口和 SPI 串口，一個看門狗定時器 (WDT)，一個電源監(jiān)視器 (PSM)。 溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的硬件原理如圖 2所示： 圖 2 方案二系統(tǒng)框圖 由單片機系統(tǒng) (含鍵盤、液晶顯示器、數(shù)據(jù)存儲器和通信接口 )、集成溫度傳感器MAX661集成濕度傳感器 IH360實時時鐘、語音系統(tǒng)及加熱、加濕、通風(fēng)裝置等幾[鍵入文字 ] 14 部分組成， ADuC824 高性能微轉(zhuǎn)換器，它在單個芯片內(nèi)集成了雙路高精度∑ Δ ADC、程控增益放大器 PGA、 8 位 MCU、 8KB閃速 /電擦除程序存儲器 、 640B 閃速 /電擦除數(shù)據(jù)存儲器、 256B 數(shù)據(jù) RAM 以及定時器 /計數(shù)器等功能部件，指令系統(tǒng)與 8051 兼容。本電路可以使大棚的溫度和濕度自動控制在 一個合適的范圍內(nèi)，實驗證明該系統(tǒng)的成本低、可靠性高，有著很高的實用價值。 為了滿足人們在寒冷季節(jié)也能吃上新鮮蔬菜的需要，雖然廣大的大棚種植產(chǎn)業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益 ,大棚栽培技術(shù)得到空前的發(fā)展，但隨之而來也出現(xiàn)了溫度、濕度難以控制的問題。溫室控制技術(shù)沿著手動、自動、智能化控制的發(fā)展進程，向著越來越先進、功能越來越完備的方向發(fā)展。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。計算機自動控制的溫室控制技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化，適合規(guī)模化生產(chǎn)，勞動生產(chǎn)率得到提高。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，而且對種植者的素質(zhì)要求較高 。通過對溫室內(nèi)外的氣候狀況和對作物生長狀況的觀測，憑借長期積累的經(jīng)驗和直覺推測及判斷，手動調(diào)節(jié)溫室內(nèi)環(huán)境。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 ： (1) 手動控制 ： 這是在溫室技術(shù)發(fā)展初期所采取的控制手段，其時并沒有真正意義上的控制系統(tǒng)及執(zhí)行機構(gòu)。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)施的關(guān)鍵技術(shù)是環(huán)境控制，該技術(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。溫室是蔬菜等植物在栽培生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一，不同種類的蔬菜對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，為它們提供一個更適宜其生長的封閉的、良好的生存環(huán)境，從而可以通過提早或延遲花期，最終將會給我們帶來巨大的經(jīng)濟效益。 12 大棚溫度濕度控制器設(shè)計 摘要：溫室是蔬菜大棚生產(chǎn)中必不可少的設(shè)施之一，不同種類蔬菜對溫度及濕度等生長所需條件的要求也不盡相同，本設(shè)計就是控制大棚的溫濕度，為它們提供一個良好的生存環(huán)境，給我們帶來巨大的經(jīng)濟效益。 關(guān)鍵詞：傳感器、溫濕度、控制電路、溫度報警電路 Abstract: Greenhouse production of greenhouse vegetables are an essential facilities, different types of vegetables, such as temperature and humidity on the growth of the necessary requirements are not the same, the design is to control the greenhouse temperature and humidity, to provide them with a good the living environment, has brought us huge economic benefits. Key words: sensors, temperature and humidity, control circuit, temperature alarm circuit 1 引言 隨著改革開放，特別是 90 年代以來，我國的溫室大棚產(chǎn)業(yè)得到迅猛的發(fā)展，以蔬菜大棚、花卉為主植物栽培設(shè)施栽培在大江南北遍地開花，隨著政府對城市蔬菜產(chǎn)業(yè)的不斷投入，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)蔬菜大棚產(chǎn)業(yè)被看作是 21 世紀(jì)最具活力的新產(chǎn)業(yè)之一。 溫室是一種可以改變植物生長環(huán)境、為植物生長創(chuàng)造最佳條件、避免外界四 季變化和惡劣氣候?qū)ζ溆绊懙膱鏊?。溫室生產(chǎn)以達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期，促進生長發(fā)育，防治病蟲害及提高質(zhì)量、產(chǎn)量等為目的。國外對溫室環(huán)境控制技術(shù)研究較早，始于 20 世紀(jì) 70 年代。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫室控制技術(shù)發(fā)展很快，一些 國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。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。種植者采用手動控制方式，對于作物生長狀況的反應(yīng)是最直接、最迅速且是最有效的， 它符合傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)律。 (2) 自動控制 ： 這種控制系統(tǒng)需要種植者輸入溫室作物生長所需環(huán)境的目標(biāo)參數(shù)，計算機根據(jù)傳感器的實際測量值與事先設(shè)定的目標(biāo)值進行比較，以決定溫室環(huán)境因子的控制過程，控制相應(yīng)機構(gòu)進行加熱、降溫和通風(fēng)等動作。通過改變溫室環(huán)境設(shè)定目標(biāo)值，可以自動地進行溫室內(nèi)環(huán)境氣候調(diào)節(jié)，但是這種控制方式對作物生長狀況的改變難以及時作出反 應(yīng)，難以介入作物生長的內(nèi)在規(guī)律。 (3)智能化控制 ： 這是在溫室自動控制技術(shù)和生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，通過總結(jié)、收集農(nóng)[鍵入文字 ] 13 業(yè)領(lǐng)域知識、技術(shù)和各種試驗數(shù)據(jù)構(gòu)建專家系統(tǒng)，以建立植物生長的數(shù)學(xué)模型為理論依據(jù)，研究開發(fā)出的一種適合不同作物生長的溫室專家控制系統(tǒng)技術(shù)。由此可見，溫室環(huán)境控制朝著基于作物生長模型、溫室綜合環(huán)境因子分析模型和農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的溫室信息自動采 集及智能控制趨勢發(fā)展。溫度和濕度作為常用的環(huán)境參數(shù)，對動植物的生長、物理化學(xué)的反應(yīng)以及人體的舒適程度都有著較大影響，溫度濕度測控系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能家居以及人工環(huán)境等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。 控制系統(tǒng)方案選擇 2． 方案一： 本方 案我們主要采用模擬電路設(shè)計 ,電路主要分為以下幾個主要的組成部分 ,電源電路、溫度檢測電路、加熱、換氣電路、溫度報警電路、自動澆水電路五各單元電路 ,電路中利用了溫度、濕度等傳感器 ,大大的提高了測量的精確度 ,本方案中當(dāng)溫度 、 濕度傳感器檢測到溫度濕度超過設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時候，電路中就會自動的進行加熱和澆水，是農(nóng)作物生長在一個良好的環(huán)境中系統(tǒng)的框圖如下圖 1 所示： 圖 1方案一 系統(tǒng)框圖 2． 方案二： 本方案利用集成溫度傳感器 MAX6613 和集成濕度傳感器 IH3605 作為檢測元件，結(jié)合 ADuC824，構(gòu)建溫濕度監(jiān)控系 統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)可以方便地實現(xiàn)溫度、濕度的實時控 制，無紙記錄及語音報警，還可與上位機 (PC 機 )通信，實現(xiàn)溫度、濕度的打印、分析等功能。特 別是兩個獨立的∑ Δ ADC，其主、輔助通道的分辨率分別為 24 和 16 位，具有可編程自校正功能。其性能完全可以滿足系統(tǒng)的需求。液晶顯示器采用一體化封裝的液晶顯示模塊 TC1602A，用于顯示 溫度、濕度的上、下限值，控制值和當(dāng)前值，模塊內(nèi)的控制驅(qū)動器型號為 HD44780，可以方便地與 ADuC824 進行接口。 通信接口電路主要由雙路 RS232 數(shù)據(jù)收發(fā)器 MAX232 芯片組成，只需 +5V 電源供電即可工作。 、系統(tǒng)控制 方案確定 通過以上兩個方案的比較分析我們可以知道方案一和方案二都可以實現(xiàn)對大棚溫度濕度的控制和調(diào)節(jié)，同時方案一具有自動澆水的功能，而且還可以擴展以下兩個功能， （ 1）熱能存儲電路 可利用太陽能轉(zhuǎn)換裝置將之轉(zhuǎn)化為電能儲存。 （ 2）遠距離報警功能 在意外事故發(fā)生致使溫度持續(xù)下降時，需要及時報警，喚醒在家 休息或在外工作的棚主趕來處理。接收器平時由棚主帶 在身上，可做得很小，棚主在一公里的范圍內(nèi)可接收發(fā)射器發(fā)出的提示音信號。但是方案一在自動控制方面不如方案二，方案二具有更好的自動控制功能，綜合以上幾點我們選擇方案一作為我們的設(shè)計方案，因為方案一不僅成本低而且比較的容易制作和操作，適合我們的大面積的推廣。同理，當(dāng)測溫電路測出適時溫度低于 20℃ 時，啟動加熱電路，且當(dāng)溫度低于 15℃時，啟動報警電路。只有當(dāng)溫度在 20℃ 到 25℃ 之間，同時濕度在 70%RH 以上時，系統(tǒng)不工作。 [鍵入文字 ] 15 3 溫度、濕度傳感器介紹 3. 1 熱敏電阻器 溫度傳感器基本特性： 電路中主要采用了熱敏電阻做為主要的傳感器，以下主要介紹熱 敏電阻及熱敏二極