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农业大棚的温湿度控制系统

工业控制与应用

Industry Control an d Application

《自动化技术与应用》2005年第24卷第2期农业大棚的温湿度控制系统

朱旭光,刘建辉

(辽宁工程技术大学电子与信息工程系,辽宁　阜新　123000)

摘要:为了适应作物生长过程中所需参数值不是精准值的实际并且尽可能取得较理想的控制效果,系统采用了模糊控制技术。实现对棚内的空气湿度、土壤湿度及温度三项主要灌溉参数的自动检测及显示。由键盘输入三项灌溉参数的参考值,系统的模糊逻辑自动控制相应炉、泵通断,调节棚内温湿度,使其趋于参考值。器件选择留有余地,便于扩展。

关键词:农业大棚;灌溉;模糊控制;自动检测

中图分类号:TP273　文献标识码:B　文章编号:1003-7241(2005)02-0045-03

Temperature and Humidity Control for

Agriculture-Greenhouses

ZHU Xu_guang,LIU Jian_hui

(Department of Electronic and Information Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin123000,China)

A bstract:The three primary irrigation parameters such as air-humidity,soil-humidity and the temperature in the agriculture-greenhouse are de-

tected and displayed by the system.The fuzzy logic controls the stoves and pu mps to meet the temperature and humidity demands.There is room for further extending in the components'capacity.

Key words:Agriculture-greenhouse;Irrigation;Fuzzy control;Automatic detecting

1　引言

我国现在绝大部分大棚养殖的农户对大棚的管理全是人工操作,这种方式既费时又费力,而且,由于采用人工浇灌,很容易造成水资源的浪费。我国农业大棚多为中、小规模乃至极小规模,所以,若想实现大棚内的自动化,也只能需要针对中、小规模的廉价的自动化系统。虽然国内有一些农业自动化系统,但这些也仅是在少数大规模的农场使用,不适合我国农村的现状。本系统是针对国内目前农业的现状,权衡了多方面而设计的。其初步实现了农业大棚的自动化管理,而且其不仅适合农业大棚,对其稍作改动,也可供其它需实现自动检测与控制的系统使用。

收稿日期:2004-09-062　系统结构

2.1　系统组成框图

图1　系统硬件总体框图

2.2　监控功能

(1)测试大棚内的瞬时温度、空气湿度及土壤湿度并显示。

(2)根据检测到的各参数与设定值的偏差以及偏差变化率对电炉、喷泵及滴泵进行控制,实现对棚内的温湿度的调节。

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《自动化技术与应用》2005年第24卷第2期工业控制与应用

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(3)如果三项参数中有一项参数偏离给定值太多,系统将发出报警并反复检测参数并显示。

(4)自诊断、自恢复及报警电路用于检测系统运行是否正常,如果出现异常,例如“死循环”或“乱飞”则报警并使系统自动复位。

3　硬件子系统

包括:处理机部分、存储器部分、模拟量输入通道接口、开关量输出通道接口、键盘显示器电路、自诊断、自恢复电路、传感器检测电路等。

3.1　模拟量输入通道接口

本系统采用了8位A D转换器ADC0809[1]。因为本系统检测的温度范围属于常温,故采用8位A D转换器已经满足需要。而且空气湿度及土壤湿度信号虽然是百分数,但采用8位二进制数表示也已够用。

3.2　开关量输出通道接口

本系统的开出通道共10条,采用光电隔离技术[2],分别控制三个电炉,三个喷灌泵,三个滴灌泵和一个报警电路。

3.3　键盘显示器电路

本系统采用3个七段LED显示器及1个八段LED显示器,八段显示器可以显示小数点儿。键盘、LED显示器放在一起,皆受8155芯片控制。系统中只设置了12个键,如果增加PC口线,即可增加键数,如果只用4位LED的话,最多可用4x6=24个键。键盘的列扫描线由A口提供,行扫描线由PC0、PC1、PC2提供。列扫描线从左到右的编号为0、1、2、3,行扫描线顺序从PC0———PC2,12个键的编号为0———B,两个高值键备用。12个键的键值相应为0,1,...0AH,0B H。LED显示器采用扫描显示方式。

3.4　自诊断、自恢复电路

因为系统总是循环运行的,每一次的循环时间是固定的,当诊断电路检测到系统运行超时,就报警并自动复位。报警由程序控制蜂鸣器电路实现。

3.5　传感器检测电路

温度传感器采用AD590[2],在应用中调节该传感器使1℃对应的数字量为04H,便于进行温度的标度变换。如图2。

使用陶瓷湿度传感器H104检测大棚内空气湿度。在应用中调节该传感器使1%RH对应的数字量为02H,便于进行空气湿度的标度变换。(电路复杂,由于篇幅限制,暂不画出

)

图2　温度检测电路

土壤湿度检测电路采用湿敏电阻[4],在应用中调节该传感器及其电路使每1%对应的数字量为04H,便于进行土壤湿度的标度变换。如图3

。

图3　土壤湿度检测电路

4　控制策略的设计

由于本系统所要控制的大棚内温度、空气湿度和土壤湿度参数只要求在某一范围即可,并不需要严格要求各参数在某一值。例如,在现在应用的这个大棚里,其技术指标如下:温度:给定植±3℃

土壤湿度:给定植±4%

空气湿度:给定植±3%RH

所以,采用模糊控制方法更有效。在控制棚内的三项灌溉参数时,可根据专家经验,采用模糊化方法。故本系统采用了模糊控制策略,也适应棚主的工作经验,且可以节省能源。本系统在控制各参数时,都是通过调整三个同样的炉、泵来达到目的的。这样不仅有效而且更安全可靠。因为用单一炉、泵控制时,若发生故障,易造成影响收成的损失,而本控制方式大大降低了这种可能性。

为了使控制更确切可靠,本系统采用二维模糊控制。模糊控制器的输入为偏差和偏差变化率两个变量。温度模糊控制器的偏差隶属度函数图形采用三角形,给出相应的隶属度[3]值如

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工业控制与应用

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《自动化技术与应用》2005年第24卷第2期

表1。

表1　温度偏差隶属度函数值

E-3-2-10123

PB0000.10.30.51.0

PM0000.30.51.00.5

PS000.10.51.00.50.3

ZO00.20.51.00.50.20

NS0.30.51.00.50.200

N M0.51.00.50.3000

NB1.00.50.30.1000

同样温度偏差变化率隶属度函数图形及输出控制量也采用三角形,相应的隶属度函数值不详细列出了。控制规则[3]如表2。

表2　控制规则

EC PB P M PS ZO NS N M NB

PB PB P M P M P S ZO NS NB

PS PB P M PS ZO ZO N M NB

ZO PB P M PS ZO NS N M NB

NS PB P M ZO ZO NS N M NB

NB PB PS ZO NS N M N M NB

根据控制规则及隶属度函数,最终推导出的大棚内温度模糊控制查询表如表3。

根据棚主的经验,棚内三项灌溉参数的模糊控制规则很相象。这样,本系统为了简化编程,易于控制,使三组开关量输出通道采用了同样的模糊规则,最终的模糊控制查询表如表3。

表3　模糊控制查询规则

EC-3-2-10123

-3-3-2-2-10+1+3

-2-2-2-20+1+1+2

-1-3-2-100+2+3

0-3-2-10+1+2+3

+1-3-200+1+2+3

+2-2-1-10+1+2+3

+3-3-10+1+2+2+3

5　现场采集数据

表4　温度调节数据

时间当前温度目标温度炉1#炉2#炉3#

9:0029.633开关关

9:2030.233开开关

9:4031.933开开关

10:0033.233开关关

表5　土壤湿度采集数据

时间当前湿度目标湿度泵1#泵2#泵3#

9:0028.5%30%开关关

9:2029.2%30%开关关

9:4031.7%30%开关关

10:0031.4%30%关关关

表6　空气湿度采集数据

时间当前湿度目标湿度泵1#泵2#泵3#

9:0054.666开关关

9:2063.866开开关

9:4065.866开关关

10:0066.366关关关

6　结语

本系统已经投入运行,运行状况良好。系统经济、可靠、灵活、稳定,而且易于维护和扩展。由于都是通过调整三个同样的炉、泵来达到控制目的的,所以,能克服只利用单一炉、泵进行控制的弊端。系统需改进之处:只实现了单个大棚内的温湿度控制,而对于多个大棚进行控制时不能进行通信,因此在系统以后的改进中,应加入通信功能。

7　参考文献:

[1]　胡乾斌,李光斌,李玲,甘锡英.单片微型计算机原理与应用[M].武汉:华中科技大学出版社,1997

[2]　徐仁贵.微型计算机接口技术及应用[M].北京:机械工业出版社,2001

[3]　诸静.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社,1995

[4]　黄贤武,郑莜霞,曲波,刘文杰.传感器实际应用电路设计[M].成都:电子科技大学出版社,1997

作者简介:朱旭光(1980-),男,辽宁沈阳人,在读硕士,研究方向:CAN总线网络技术,微机控制等。

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【开题报告】大棚温湿度控制系统开题报告

【关键字】开题报告大棚温湿度控制系统开题报告篇一：蔬菜大棚温度控制系统开题报告中北大学信息商务学院毕业设计开题报告学生姓名：系别：专业：设计题目：指导教师: XX 年 3 月20日XXX 学号：信息商务学院自动控制系自动化蔬菜大棚温度控制系统设计赵耀霞开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效； 2．开题报告内容必须用按信息商务学院教学管理部统一设计的电子文档标准格式（可从教务处或信息商务学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3．学生写文献综述的参照文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。文中应用参照文献处应标出文献序号，文后“参照文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参照文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 4．学生的“学号”要写全号（如0XX401X02），不能只写最后2位或1位数字； 5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“XX年3月15日”或“XX-03-15”； 6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。毕业设计开题报告篇二：温室温湿度控制系统设计开题报告辽宁(本文来自：小草范文网:大棚温湿度控制系统开题报告)石油化工大学信息与控制工程学院毕业设计（论文）开题报告论文题目：温室温湿度控制系统设计学生姓名：刘晓薇

基于PLC的温室控制系统的设计开题报告

郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告

年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代代末开始出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化无人化的方向发展。目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机自动化控制的现代高科技温室，并形成了令人惊险的植物工厂。而我国的温室系统属于半开放系统，温室内环境控制水平较低，仍靠人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制，因而设施现代化水平低，对温室环境的调控能力差，产品的质量难以得到保证。正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的蔬菜供应发挥着主力军的作用。 3.温室控制系统研制与开发的意义温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，温度是影响植物生长发育最重要的因子之一。它的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。虽然有些温室也安装有各种加热、通风和降温的设备,但其主要操作大多仍是由人工来完成的当温室面积较大或数量较多时,操作人员的劳动强度很大,而且也无法达到对温湿度的准确控制。本文介绍一种基于PLC和数字式温度传感器的温室控制系统。该系统实现了室内温度的自动测量和调节,大大降低了操作人员的劳动强度。二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程 1.研究内容：温室的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。

基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计

河北农业大学毕业设计（论文）题目：基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计农业电气化1501班：李闫指导教师：郭艳霞

基于单片机温室大棚温湿度采集系统设计设计概述：温度和湿度是在农业生产中常见的和基本的参数之一，它们会大幅度影响作物产量和品质,现代科学和技术在提高农业生产力方面发挥着重要作用，以确定温度和湿度，实时显示、储存和监测。国内生产，产品质量与节能。本次设计欲将单片机、传感器、计算机技术相结合设计出一套符合现代温室大棚的温湿度采集系统。该系统以单片机为第一基本点,并使用多个温度传感器和湿度传感器作为元件。该单芯片微型计算机与数字传感器连接到收集并存储该传感器的测量数据。该MCU(微控制单元)通过RS-232发送所收集的数据到计算机。计算机存储、记录由MCU为员工发送的数据进行浏览,记录和进行相关处理。在另一个地方,MCU 需要实现监控系统的扩展,数据的实时显示和数据存储的功能。本文主要完成了以下几个方面:首先是设计概括出本系统大致方向，选择与本次系统相符合的传感器。，根据选择的传感器设计硬件与软件。其次是数据的采集：包括温度和湿度的数字控制、监测原则、监测计划和监测系统软件开发。本系统可以全面且及时的对温室环境中的温湿度进行采集与监测，并且还可以将以前的数据进行保存与记录，方便人们及时查看与数据对比，此外设计了显示模块，通过使用图形的方式更加直观显示参数，实现了智能化远程监测温湿度的思想。关键词:温室大棚单片机温湿度传感器

Design of temperature and humidity acquisition system in greenhouse based on single Chip Microcomputer Design overview: temperature and humidity are one of the common and basic parameters in agricultural production. Modern science and technology play an important role in improving agricultural productivity to determine temperature and humidity, real-time display, storage and monitoring. Domestic production, product quality and energy saving. In this paper, a new modern temperature and humidity acquisition system for hardware and software greenhouse is designed by SCM, transducer, computer technique . The system takes single chip microcomputer as the first basic point, and uses multiple temperature sensors and humidity sensors as acquisition components. The single chip microcomputer is connected to the digital sensor to collect and store the measurement data of the sensor. The MCU (Microcontrol Unit) sends the collected data to the computer via RS-232. Computer stores, records the data sent by MCU for employees for browsing, recording and related processing. In another place, MCU needs to realize the expansion of monitoring system, the real-time display of data and the function of data storage. This paper mainly completes the following aspects: first of all, the general direction of the system is summarized, the sensors consistent with the system are selected, and the hardware and software are designed according to the selected sensors. Secondly, data collection: including temperature and humidity digital control, monitoring principles, monitoring planning and monitoring system software development. The system can collect and monitor the temperature and humidity in greenhouse environment in a comprehensive and timely manner, and can also save and record the previous data, which is convenient for people to view and compare the data in time. In addition, a display module is designed. By using graphics to display parameters more intuitively, the intelligence is realized. The idea of remote monitoring temperature and humidity. Key words: greenhouse, single chip microcomputer, temperature and humidity sensor,

大棚温度控制系统设计报告DOC

课程设计主要任务基于AT89S52单片机的温度测量控制系统，数字温度传感器DS18B20通过单总线与单片机连接，实现温度测量控制，主要性能为： (1 )通过该系统实现对大棚温度的采集和显示； (2)对大棚所需适宜温度进行设定； (3)当大棚内温度参数超过设定值时控制通风机进行降温，当温度低于设定值时利用热风机进行升温控制； (4)通过显示装置实时监测大棚内温度变化，便于记录和研究；系统的设计指标 (1 )温度控制范围：0 C ~+50 C； (2)温度测量精度：土2 C； (3)显示分辨率：0.1 C； (4)工作电压：220V/50HZ ± 10%

目录第一章序言 1 第二章总体设计及个人分工 2 第三章传感器设计及应用 4 第四章总结8

第一章序言随着人口的增长，农业生产不得不采取新的方法和途径满足人们生活的需要，大棚技术的出现改善了农业生产的窘迫现状。塑料大棚技术就是模拟生物生长的条件，创造人工的气象环境，消除温度对农作物生长的限制，使农作物在不适宜的季节也能满足市场的需求。随着大棚技术的普及，对大棚温度的控制成为了一个重要课题。早期的温度控制是简单的通过温度计测量，然后进行升温或降温的处理，进行的是人工测量，耗费大量的人力物力，温度控制成为一项复杂的程序。大多数的蔬菜大棚以单个家庭作业为主，种植户为蔬菜大棚配备多参数的智能设备，经济成本很高，因此将温度控制由复杂的人为控制转化为自动化的机械控制成为必然。目前现代化的温度控制已经发展的很完备了，通过传感器检测基本上可以实现对各个执行机构的自动控制，应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。近年来电子技术和信息技术的飞速发展，温度计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化，产业化。温度计算机控制及管理技术便函先在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进，开发出适合自己的系统。这在给各国带来了巨大的经济效益的同时，也极大地推动了各国农业的现代化进程。本系统以AT89S52单片机为控制核心，主要是为了对蔬菜大棚内的温度进行检测与控制而设计的。该测控仪具有检测精度高、使用简单、成本较低和工作稳定可靠等特点，所以具有一定的应用前景。

大棚温湿度控制

毕业论文（设计）大棚温湿度自动调控朱康允指导老师：王国强班级：机电设备09 系（部）：机电工程系专业：机电设备维护与管理答辩时间： 1

摘要随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。关键词：AT89C51；SHT10；蔬菜大棚；温湿度；控制系统；传感器 2

Abstract With the popularization of trellis technology, greenhouse trellis an ever-growing number, for vegetable shed speaking, one of the most important management factor is the temperature and humidity control. Temperature is too low, the vegetables will freeze to death or stop growing, so will always control temperature and humidity in a suitable vegetable growth range. Traditional temperature control is in greenhouse trellis internal hanging a thermometer, workers according to regulate the temperature reading the temperature inside the shelter. If only by artificial control both consumption manpower, and easy to place regular orders. Now, with the improvement of agricultural industry scale, for larger quantity of trellis, traditional temperature control measures will show great bureau sex. Therefore, in modern vegetable shed management zhongtong often temperature and humidity automatic control system, in order to control the temperature, adapt to the trellis vegetable production needs. This thesis mainly elaborated based on AT89C51 tomatoes canopy temperature and humidity control system design principle, main circuit design and software design, etc. This system USES AT89C51 single chip microcomputer as controller, SHT10 as temperature and humidity data acquisition system, may to the actuator directives realize trellis temperature and humidity parameters adjustment, has the upper and lower level computer directly set temperature range, temperature and humidity real-time display, and other functions. PC using Delphi software to compile, user friendly interface, easy operation, can according to shed tomato growth situation blazoned with simple, direct simulations of crop growth, thus easy to draw the most suitable for crop growth of temperature and humidity value. Key words：AT89C51; SHT10;vegetable shed; Temperature and humidity; Control System; sensor 3

温室大棚温湿度控制系统

毕业论文(设计)

题目名称温室大棚温湿度控制系统院（系）电子信息学院专业班级电气10803 学生姓名陶想林指导教师唐桃波辅导教师唐桃波时间2012年3月至2012年6月

目录长江大学毕业设计(论文)任务书 (3) 毕业设计开题报告.................................................................................................................... X 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见.................................................................... XV 长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语........................................................................... X VII 长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定............................................................... XIX 中外文摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。前言...................................................................................................................................... XXIV 绪论. (26) 1.1课题来源 (26) 1.2国内外发展现状、趋势以及面临的挑战 (26) 1.3研究的目的、意义及主要内容 (27) 2硬件设计 (27) 2.1系统总体结构设计 (27) 2.2控制模块的设计 (28) 2.2.1 STC89C51的主要特性 (28) 2.2.2 AT89C51的管脚说明 (29) 2.2.3震荡电路 (33) 2.2.4 复位电路 (33) 2.2.5 单片机的CPU (34) 2.2.6 单片机的中断系统 (36)

PLC温室大棚控制系统设计开题报告

滨州学院毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计系（院）自动化系年级2010级专业电气自动化技术班级4班学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教滨州学院教务处二〇一三年三月开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用

的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下

基于单片机AT89C51的温室大棚温湿度控制系统设计

毕业论文(设计) 题目名称温室大棚温湿度控制系统院（系）电子信息学院专业班级电气10803 学生姓名指导教师辅导教师时间2012年3月至2012年6月

目录长江大学毕业设计(论文)任务书 (3) 毕业设计开题报告 ..................................................... VII 长江大学毕业论文(设计)指导教师评审意见 ................................ XI 长江大学毕业论文(设计)评阅教师评语 ................................... XII 长江大学毕业论文(设计)答辩记录及成绩评定 ............................ XIII 中外文摘要 ............................................ 错误！未定义书签。前言 ................................................................. XVI 绪论 (18) 1.1课题来源 (18) 1.2国内外发展现状、趋势以及面临的挑战 (18) 1.3研究的目的、意义及主要内容 (19) 2硬件设计 (19) 2.1系统总体结构设计 (19) 2.2控制模块的设计 (20) 2.2.1 STC89C51的主要特性 (20) 2.2.2 AT89C51的管脚说明 (21) 2.2.3震荡电路 (23) 2.2.4 复位电路 (23) 2.2.5 单片机的CPU (24) 2.2.6 单片机的中断系统 (26) 2.2.7 单片机最小系统 (29) 2.3 传感器设计 (31) 2.3.1 DHT11的简介 (32) 2.3.2 引脚说明 (32) 2.3.3 电源引脚 (33) 2.3.4 串行接口（单线双向） (33) 2.4 无线模块的设计 (35) 2.4.1 APC220的性能 (35) 2.4.2 无线传输模块APC220的接口说明 (36) 2.4.3 APC220无线模块的工作参数的设置 (37) 2.4.4 APC220无线模块的技术指示 (39) 2.5键盘和显示模块的设计 (39) 2.5.1显示模块设计 (39) 2.5.2键盘模块设计 (40) 2.6执行模块的设计 (42) 2.6.1调节模块 (42) 2.6.2 报警模块 (43) 3.软件设计 (45) 3.1 初始化子程序 (45)

基于PLC的大棚温度自动控制系统设计

清华大学毕业设计（论文）题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系（院）自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名雷大锋学号2009022321 指导教师王晓峰职称副教授二〇一三年六月二十日

独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 年月日

基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。关键词：大棚，温度控制，PLC

大棚温湿度控制

温室大棚控制系统-设计报告详解

哈尔滨师范大学物联网感知综合课程设计报告题目：温室大棚控制系统年级： 2013级专业：物联网工程姓名：高英亮袁昊慈指导教师：李世明杜军

温室大棚控制系统高英亮、袁昊慈摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素，单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策，控制执行器进行自动喷灌，实现了计算机自动控制，按需、按期和按量喷灌。系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成，采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。本系统环保节能、节水、省力，具有很好的实用性和推广性。 1 引言中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。

温室大棚温湿度控制系统

蔬菜大棚控制系统设计在农业生产中，蔬菜大棚的应用越来越广泛，也能为人们创造更高的经济效益。在蔬菜大棚中，最关键的是温度、湿度、二氧化碳浓度、光照、营养液等的控制方法。传统的控制方法完全是人工的，不仅费时费力，而且效率很低。我的作业设计是蔬菜大棚温湿度控制系统的设计。该系统主要由单片机、温度传感器DSl8B20、湿度传感器是HR202、二氧化碳浓度传感器、光敏传感器、液晶显示LCD1602、键盘等组成。此设计克服了传统农业难以解决的限制因素。因此就必须利用环境监测和控制技术。对温度、湿度、光照、二氧化碳浓度等因素进行测控。一、系统总体结构设计及控制系统设计环境自动化检测系统的硬件设计方案框图如图l 所示。 — 控制系统主要有单片机、数据采集模块、数据转换电路、报警装置、执行机构、主控计算机等组成。其核心是单片机芯片组，作为系统各种参数的处理和控制器。完成各种数据的处理和控制任务。同时将处理后的数据传送给主机。实际应用时可根据被测控参数点的个数和控制的要求来决定单片机的数目。环境因素数据采集模块由温度传感器、湿度传感器、C02浓度传感器、光照度传感器等组成，分别实时采集各测控点的温度、湿度、C02浓度、光照度等环境因素模拟量并转换为电信号。经前置放大后送给A ／D 转换芯片。数据转换电路包括A ／D 转换和D ／A 转换电路。完成模拟量和数字量之间的相互转换。执行机构包括各种被控制的执行设备。在系统的控制下启动调节设备如喷雾机，吹风机，加热器，CO2发生器等进行升温降温、加湿换风、C02浓度调控、光环境调控、土壤环境调控等操作来调节大棚内的环境状态。另外还有光电驱动隔离，其作用是有效地隔离控制部分和执行部分。抑制大电流、大功率负载开启产生的各种电磁辐射和电压冲击等干扰，保证系统可靠稳定地工作。 S T C 8 9 C 5 2 1温度传感器 2湿度传感器 3 CO2浓度传感器 4光照度传感嚣温度调节装置湿度调节装置二氧化碳发生装光照调节机构灌溉系统 A D 转换和D A 转换电路。光电驱动隔离 A D 转换和D A 转换电路光电驱动隔离

大棚温湿度自动控制系统设计说明

大棚温湿度自动控制系统设计摘要：本设计是基于STC89C52RC单片机的大棚温湿度自动控制系统，采用SHT10作为温湿度传感器，LCD1602液晶屏进行显示。SHT10使用类似于I2C总线的时序与单片机进行通信，由于它高度集成，已经包括A/D转换电路，所以使用方便，而且准确、耐用。LCD1602能够分两行显示数据，第一行显示温度，第二行显示湿度。这个控制系统能够测量温室大棚中的温度和湿度，将其显示在液晶屏LCD1602上，同时将其与设定值进行对比，如果超出上下限，将进行报警并启动温湿度调节设备。此外，还可以通过独立式键盘对设定的温湿度进行修改。通过设计系统原理图、用Proteus软件进行仿真，证明了该系统的可行性。关键词：STC89C52RC，SHT10，I2C总线，独立式键盘，温湿度自动控制 Abstract: This design is an automatic temperature and humidity controller for greenhouses, with the STC89C52RC MCU being its main controller. It uses the SHT10 as the temperature and humidity sensor, and the LCD1602 to display the messages. The SHT10 uses a timing sequence much like the I2C to communicate with the micro-controller. Because it’s a highly integrated chip, it already includes an analog to digital converter. Therefore, it’s quite convenient to use, and also accurate and durable. The LCD1602 can display two lines of messages, with the first line for temperature and the second line for humidity. The design can measure the temperature and humidity in a greenhouse, and then display it on a LCD1602. Meanwhile, it compares the data with the set limit. If the limit is exceeded, then the system will send out a warning using a buzzer and activate the temperature and humidity controlling equipment. Besides, the set limit can be modified with the independent keyboard. Through schematic design and Proteus simulation, the feasibility of this design has been proved. Keywords: STC89C52RC, SHT10, I2C bus, independent keyboard, temperature and humidity control

大棚自动控制系统设计

摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测

目录第1章绪论 §1.1选题背景 §1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计 §2.1系统硬件电路构成系统整体框图 §2.1.2系统整体电路图 §2.1.3系统工作原理 §2.2温度传感器的选择 §2.2.1 DS18B20简介 §2.2.2 DS18B20的性能特点 §2.3单片机的选择 §2.3.1单片机概述 §2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 §2.4 RS-485通信设计 §2.5小结第3章系统软件的设计 §3.1系统主程序 §3.2系统部分子程序 §3.2.1 DS18B20初始化子程序 §3.2.2 DS18B20读子程序第4章总结参考文献附录

第一章绪论 1.1选题背景在人类的生活环境中，温湿度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度和湿度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。温湿度不但对于工业如此重要，在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。我国人多地少，人均占有耕地面积更少。因此，要改变这种局面，只靠增加耕地面积是不可能实现的，因此我们要另辟蹊径，想办法来提高单位亩产量。温室大棚技术就是其中一个好的方法。温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件，创造一个人工气象环境，来消除温度对生物生长的约束。而且，温室大棚能克服环境对生物生长的限制，能使不同的农作物在不适合生长的季节产出，使季节对农作物的生长不再产生过度影响，部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。由于温室大棚能带来可观的经济效益，所以温室大棚技术越来越普及，并且已成为农民增收的主要手段。随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。采用单片机来对温湿度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。因此，单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。因此，本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。