温室大棚自动灌溉控制器设计设计14页

温室大棚自动灌溉控制器设计

钟晓

（陕理工物理与电信工程学院电子信息工程电子1103班，陕西汉中 723000）

指导教师：秦伟

[摘要]：本设计是以单片机STC89C52为控制核心，利用土壤湿度检测器对温室大棚内的土壤湿度进行检测，实现温室大棚自动控制灌溉。本系统由单片机系统模块、土壤湿度检测模块、温度检测模块、显示模块、报警模块、控制电路模块六个部分组成。通过温度传感器DS18B20和土壤湿度传感器采集得到土壤表层的温度和湿度的数据，并且通过单片机控制处理数据，根据测到的土壤湿度的数据，控制继电器开启进行喷灌。此设计能根据不同种植区域农作物对环境温度和土壤湿度的要求实现自动灌溉的目的，并且具有对环境温度和土壤湿度进行检测、设置门限值以及越界报警等功能。

[关键词]：单片机；土壤湿度传感器；DS18B20；湿度检测

Design of automatic irrigation controller for greenhouse

Zhong Xiao

(Grade03, Class11, Electronic Information Engineering, College of physical and telecommunication engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000,Shaanxi)

Totor: Qin Wei

[Abstract]The design is based on STC89C52 microcontroller as control core, using the soil humidity detector of soil humidity in the greenhouse were detected, realize the greenhouse automatic irrigation control This system consists of microcontroller system module, soil humidity detection module, temperature detection module, display module, alarm module, control circuit module is composed of six parts The soil surface temperature and humidity data obtained by temperature sensor DS18B20 and soil moisture sensor, and controlled by MCU processing data, according to the measured data of soil moisture, irrigation control relay open. This design according to the different planting area of crops on the environment temperature and soil humidity requirements for automatic irrigation purposes, and has on the environment temperature and soil moisture were detected, and the threshold value of cross-border alarm function.

[Keywords]Single chip microcomputer；Soil moisture sensor；DS18B20；Humidity detection

目录

引言 0

1设计内容及方案 0

1.1设计内容 0

1.2方案比较 0

1.2.1方案一 0

1.2.2方案二 (1)

1.3方案论证 (1)

1.4方案的选择 (1)

2元器件的选择 (1)

2.1单片机的选择 (1)

2.2温度传感器的选择 (1)

2.3湿度传感器的选择 (1)

2.4显示模块的选择 (1)

2.5报警器的选择 (2)

3系统的硬件电路设计 (2)

3.1 硬件系统的简述 (2)

3.2单片机模块的设计 (2)

3.2.1单片机的功能特性的描述 (2)

3.2.2单片机最小系统 (3)

3.3 温湿度采集系统的设计 (3)

3.3.1 温度的测量电路 (3)

3.3.2土壤湿度检测器的介绍 (4)

3.3.3 ADS1286模数转换器 (4)

3.4显示模块的设计 (5)

3.5报警电路的设计 (5)

3.6控制电路的设计 (5)

3.7整体电路的设计 (6)

4软件系统设计 (6)

4.1软件设计的整体思想 (6)

4.2程序流程图设计 (6)

4.3温度传感器流程图设计 (7)

4.4 LCD液晶显示屏流程图设计 (7)

4.5输出控制子程序流程图设计 (7)

5调试 (7)

5.1软件调试 (7)

5.2硬件调试 (8)

5.3 设计中遇到的问题及解决 (8)

6系统功能测试及结果 (8)

6.1测试方法 (8)

6.2测试数据 (8)

6.3测试结果分析 (9)

结论 (9)

致谢 (10)

参考文献 (10)

引言

自改革开放以来，我国的经济增长的非常迅速，这使得农业的研究和应用技术越来越受到重视，

尤其是温室大棚已然成为高效农业的一个重要组成部分。在现代化农业中的最重要的一环就是对农

业生产环境的一些重要参数进行监测和控制。比如说：空气中二氧化碳的浓度、温度、和湿度、土

壤的含水量等。在现代化农业生产中，其中以温室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。温室大棚内的环境直接关系到农作物的生长，比如：大棚内的温度、湿度与二

氧化碳浓度等参数 。国外的温室大棚设施几乎发展到比较完备的程度，而且形成了一定的标准，但

是它的价格非常昂贵，与我国气候特点相适应的测试软件比较缺乏。现如今大部分的温室大棚的温

度、湿度二氧化碳含量的监测与控制都采用人工管理，这样的测试难免会有精度不准确、劳动强度

大及测控不及时等弊端，这样就容易造成不可弥补的损失，结果不仅大大的增加了成本，浪费劳动

力资源，而且还很难达到预期的结果。为了促进我国农业的发展，实现高效农业生产的科学化并提

高农业研究的准确性，必须广泛发展农业设施与相应的农业工程，科学有效的调节温室大棚内的二

氧化碳浓度、温度、湿度，使得大棚内的环境条件有利于农作物的生长。现如今，随着温室大棚的

广泛应用，人们对其性能的要求也越来越严格，尤其是为了提高农作物的产量，对温室大棚的自动

化程度要求也越来越高。

温室大棚对植物栽培有着非常重要的意义，是植物栽培生产中不可缺少的设施之一，温湿度是

衡量温室大棚的重要指标，它直接影响农作物的生长和产量，为了能给作物提供一个合适的生长环

境，最主要的问题就是提高大棚内的温湿度的监测。因此，在国家提出的倡导“科技农业”“精准

农业”的大背景下和新疆蔬菜温室大棚的智能化建设的迫切需求下，为了普遍提高人民的生活水平，解决我国农民普遍收入低的问题，缩小城市与乡村的差距，推动全面小康社会，急切需要价格合理，自动化程度高的农业设备。而单片机及各种电子器件的性价比较高，使得成低成本高性能这种要求

得以实现。本设计是针对这一问题，设计能够对土壤进行检测、显示、报警和控制等多功能自动灌

溉控制系统。其系统具有性能好，操作容易等优点。系统在其他领域也具有一定的推广价值[1]。

1设计内容及方案

1.1设计内容

本次设计温室大棚自动灌溉控制器，选择合适的土壤湿度传感器,使系统能持续,长期，自动检

测土壤湿度变化信息，并根据作物对土壤湿度的需求生长模型得到灌溉的决策，控制灌溉系统，达

到适时适量，精准灌溉的目的。

设计要求：

1）熟悉和掌握土壤湿度传感器的原理,能实现土壤湿度和空气温度的检测、显示。

2）土壤湿度和空气温度可通过上位机PC 实时显示。

3）选取一种农作物根据其生长模型得到灌溉的决策，湿度低于设定值时，启动继电器吸合，高

于设定值时，继电器断开,达到控制灌溉系统的目的。

1.2方案比较

1.2.1方案一

采用单片机进行控制。

图1.1 用单片机作为主控制器的控制系统

本方案单片机STC89C52作为核心器件，土壤湿度传感器采集数据通过模数转换器将数据传给单片机，通过LCD 显示电路来显示土壤的温湿度进而通过设置的参数来判断土壤是否需要灌溉，如果

土壤比较干燥，需要灌溉则报警电路启动，继电器控制灌溉设备来达到灌溉的目的。

在此方案中单片机采用STC 公司生产的单片机STC89C52芯片作为核心器件，土壤湿度检测器采

用的是电阻式土壤湿度检测器，土壤湿度不同其电阻值也不同，通过检测土壤不同湿度下的电阻值

单片机 模数转换电路 土壤湿度传感器 继电器 上位机 报警电路

来显示土壤的湿度。温度传感器采用数字式温度传感器DS18B20。模数转换是通过ADS1286来转换的。报警电路选择蜂鸣器报警。显示电路选择LCD5110液晶显示屏。

1.2.2方案二 采用PLC 作为主控制器。

图1.2 用PLC 作为主控制器的控制系统 采用PLC 的优点是PLC 使用梯形图进行编程，它的编程语言形象直观，而且难度低，所以开发所用的时间段，方便扩展。此外PLC 的抗干扰能力强，工作稳定可靠。 在此方案中，温湿度传感器采集数据，将数据传给PLC ，由液晶显示屏显示数据，湿度低于设定值时，启动继电器吸合，高于设定值时，报警电路启动继电器断开,达到控制灌溉的目的。 1.3方案论证 从两种控制器的功能来说均能满足要求。PLC 大多时候都被用在工业领域，其抗干扰能力强，编程简单。但是本系统是应用于温室大棚，没有工业领域那么多的干扰源。单片机用C 语言编程，和PLC 的梯形图要复杂的多，但是单片机的编程更为灵活，能够实现复杂的功能。

就价格方面而言，单片机就比PLC 有很大的优势。一个一般的PLC 也得好几百甚至上千元，而单片机只要几块钱。此外，中国是农业大国，随着温室大棚的越来越普及，农村对温湿度控制系统的需求也会越来越多，虽然单片机的开发周期比较长，但是只要其开发好，后期的生产投入的成本就会很低；而基于PLC 的控制系统由于其高昂的价格，所以不利于温室大棚的应用。

1.4方案的选择

就性能来说单片机和PLC 系统都可以作为主控制器进行设计，但是就价格方面来说单片机具有很大的优势，综上所述，选择方案一，设计采用单片机作为主控制器。

2元器件的选择

2.1单片机的选择

采用STC 公司生产的单片机STC89C52芯片作为核心器件，STC89C52芯片沿用了经典的MCS-51内核，并在其基础上做了很多改进：指令代码完全兼容传统8051单片机；12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择；具有8KB 可编程Flash 存储器和512B RAM ；无需专用编程器或专用仿真器，可直接使用串口下载。相较于传统的51单片机，89C52综合性能更高。本系统需要较高的处

理速度和较强的抗干扰性能，STC89C52作为一款高性能的CMOS 8位微控制器可以满足这一要求[2]。

2.2温度传感器的选择

采用数字式温度传感器DS18B20。该传感器是数字式传感器而且只需要一条数据线就可以进行数据传输，和单片机连接比较容易，因为其输出为数字量，所以不需要进行A/D 转换，这就减少了

硬件的成本，简化了系统电路。此外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点[3]。

2.3湿度传感器的选择

采用的土壤湿度检测器是电阻式土壤湿度检测器，通过土壤溶液的导电性和土壤水分含量的关系测定土壤湿度。通过检测土壤的电阻值，通过测试土壤的电阻值来观察电压的示数。土壤越干燥，土壤的电阻值越大，电压示数越小。反之亦然。

2.4显示模块的选择

采用LCD5110液晶显示器，该液晶屏可以显示4行汉子，采用串行接口与主处理器通信，接口信号线的数量少，支持多种串行通信协议，可以全速写入数据，不需要等待时间。此外LCD5110可

灌溉设备 继电器 蜂鸣器报警 液晶显示

温湿度传感器

PLC

以通过导电连接模块与印制板，不用连接电缆，用模块上的金属钩就可以将模块固定到印制板上，便于安装和更换。而且LCD5110模块体积小，采用低电压供电，正常显示时的工作电流一般在200uA 以下，在断电的情况下也可以工作[4]。

2.5报警器的选择

报警电路的设计：为了安全起见，设备系统都设有报警系统，用于及时提醒操作人员注意，或者是采取紧急措施。把系统采集到的数据通过计算机，当测量的温度或湿度超过设定值的上下限，警报就会想起。

3系统的硬件电路设计

3.1 硬件系统的简述

系统采用单片机对大棚的温度、湿度进行监测，不但有控制方便、简单和灵活性大等特点，还可以提高被控制温度、湿度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。此次设计利用单片机的这些特性对大盘的湿度和温度进行监测，如果采集到的数据超过设定值，则通过喷灌技术进行控制，将室内温度和湿度保持在一个有利于植物生长的的范围内[5]。

3.2单片机模块的设计

3.2.1单片机的功能特性的描述

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。与工业80C51产品的指令和引脚完全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可

编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选[6]。

STC89C52的引脚结构图如图3.1所示。

图3.1 STC89C52引脚图

VCC：电源电压

GND：地

P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，即地址/数据总线复用口，名称为P0.0-P0.7。

P1口：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，名称为P1.0-P1.7。

P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，名称为P2.0-P2.7。

P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，名称为P3.0-P3.7。

RST：复位输出。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位，复位后程序计数器PC=0000H。

XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。

XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。

3.2.2单片机最小系统

单片机的最小系统应包含单片机、电源电路、时钟电路和复位电路等，包含的引脚有VCC，GND，XTAL1，XTAL2，RST，EA/VPP[7]。图3.2为单片机最小系统。

图3.2 单片机最小系统

STC89C52使用12MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间，该电路选择22pF的电容。时钟电路的主要任务是给单片机STC89C52的正常工作提供一个稳定的时钟信号，单片机在这个时钟信号的节奏下逐个地执行指令。单片机的时钟信号的产生方式有两种，一种是外部时钟方式，另一种是内部时钟方式。外部时钟方式是把已有的时钟信号从XTAL1或XTAL2送入单片机，该方式一般用于有多个单片机的情况，所以本设计中时钟电路采用的是内部时钟方式，选用12M的晶振和两个22pF 的电容与片内的高增益反相放大器构成一个自激振荡器。

STC89系列单片机为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路，这样可以保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态。单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用过程中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。为了保证单片机系统中的电路能稳定可靠工作，复位能可靠工作，复位电路是不可或缺的一部分，复位电路包括手动复位和上电复位。单片机在开始工作时都需要复位，这样就可以使整个系统处于确定的初始状态，从初始状态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统工作状态正常，振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并且保持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统复位。

3.3 温湿度采集系统的设计

3.3.1 温度的测量电路

图3.3为DS18B20引脚图。

图3.3 DS18B20引脚图

DS18B20数字温度传感器支持“一线总线”接口，测量温度的范围为－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；适应电压范围宽，电压范围为 3.0～5.5V，采用外部电源供电的方式。该温度传感器有三个引脚，VCC为外接供电电源输入端，GND为电源地，DA为数字信号输入/输出端[8]。

图3.4温度测量电路

该温度传感器三个引脚，VCC接工作电源；GND接地；DA接单片机P2.2口。在该电路中，VCC 引脚与DQ引脚之间接一个上拉电阻，阻值约为4.7K，使电路不工作时处于高电平。DS18B20所采集的温度数据经过ADS1286模数转换器转化为相应的数字信号，然后将数字信号传送给单片机，通过单片机作相应的数据处理得到温度值。

3.3.2土壤湿度检测器的介绍

土壤湿度检测器原理图如图3.5所示

图3.5 土壤湿度检测器原理图

土壤湿度检测器是为了检测土壤的含水量，做土壤墒情监测和农业灌溉。

本设计中土壤湿度检测器是电阻式土壤湿度检测器，土壤的电阻值与其湿度有关，通过土壤溶液的导电性和土壤水分含量的关系测定土壤湿度。通过测试土壤的电阻值来观察电压的示数。土壤越干燥，土壤的电阻值越大，电压示数越小。反之亦然。湿度的采集可以用湿度传感器来实现。将湿度传感器看作可调变阻器，当湿度传感器采集到湿度时，电阻值发生变化，湿度最小时的电阻值为10K，湿度最大时为0.1Ω。变化的幅度是根据湿度传感器采集到的湿度大小而定。随着电阻值的变化，电路的输出电压也跟着变化。调节电阻值的大小，可得到想要的电压，满足电路的需求。此次设计采用的是土壤湿度传感器YL-69。

土壤湿度传感器特性：

（1）土壤湿度传感器YL-69，表面采用镀镍处理，有加宽的感应面积，可以提高导电性能，防止接触土壤容易生锈的问题，延长使用寿命；

（2）可以宽范围控制土壤的湿度，通过电位器调节控制相应阀值，湿度低于设定值时，DO输出高电平；高于设定值时，DO输出低电平；

（3）采用三线制，界限简单，只需把VCC外接3.3V-5V电压，GND外接数字地，DO“小板数字量输出接口（0和1）”接到单片机即可；

（4）比较器采用LM393芯片，工作稳定；

（5）设有固定螺栓孔，方便安装。

值得说明的是：此传感器适用于土壤的湿度检测；模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节，顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小；数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度[9]。

将土壤湿度检测器探头埋在作物根部的土壤里检测土壤湿度，该土壤湿度检测器检测到的数据经A/D转换器将转换过的数据传至主控制器，由主控制器决定控制状态，如果湿度过低，则通过继电器控制接在水源的电磁阀进行灌溉，湿度过高则停止灌溉。

3.3.3 ADS1286模数转换器

ADS1286引脚图如图3.6所示

图3.6 ADS1286引脚

图3.7 A/D转换电路图

ADS1286是一个12位低功耗A/D转换芯片，其供电电流为250uA，采样率为20KHz,支持两线或

三线接口通信，并且与SPI或SSI均兼容。该芯片有8个引脚，VREF为参考电压输入端；+In为同相输入端；-In为反相输入端；GND为接地端；CS/SHDN为片选端/低功耗模式选择，当该引脚出现低电平时，芯片片选有效，当该引脚为高电平时为低功耗模式；DOUT为串行数据输出端；DCLOCK为时钟输入端；+VCC为电源正端。

3.4显示模块的设计

考虑到本设计的特点（工作时的温湿度、显示行列数、光线等），本次设计中采用的是LCD5110显示器。5110显示器具有显示清晰、视觉范围广、价格低等优点。

LCD5110（LPH7366)是诺基亚公司生产的一款性价比高、接口简单、运行速度快、工作电压低的液晶显示模块，具有掉电模式，不仅应用于移动电话，而且还广泛应用于各类便携式移动设备的显示系统[10]。与其他类型的产品相比，该模块具有以下特点：

84x48的点阵LCD，可以显示4行汉字；采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9条；支持多种串行通信协议（如AVR单片机的SPI、MCS51的串口模式O等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间；可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换；LCD控制器／驱动器芯片已绑定到LCD晶片上，模块的体积很小。

其液晶显示模块图3.8所示：

图3.8 LCD5110液晶显示模块

3.5报警电路的设计

当温室大棚内的温湿度超过上下限时，就需要通过报警来提醒工作人员进行温湿度调节，而报警用到的就是蜂鸣器。蜂鸣器分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种。压电式蜂鸣器用直流电压就可以驱动它鸣叫，那是因为它内部集成了振荡源。而电磁式蜂鸣器内部没有振荡源，所以一般使用2K-5K方波来驱动。在本次设计中使用的是有电磁式蜂鸣器，电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。通电后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。在它两端加载5V的直流电压就可以驱动它鸣叫。

报警电路设计如图3.9所示：

图3.9 报警电路的设计

蜂鸣器的工作电流一般是30mA，而单片机的I/O口只能承受几毫安的电流，因此需要加三级管进行驱动。在单片机的I/O口中的P1.2接PNP型三极管的基极，当P1.2为低电平时，三极管导通，5V的电压加载到蜂鸣器两端，蜂鸣器鸣叫；当P1.2高电平时，三极管截止，蜂鸣器不鸣叫。

3.6控制电路的设计

继电器是电子控制器件，通常应用于自动控制电路中。它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)，实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁式继电器具有结构简单、工作可靠、坚固耐用、价格便宜等优点。本电路采用常开继电器组成控制电路。继电器控制灌溉设备，当湿度值低于设定的下限值时，和单片机相连的引脚将送入低电平，三极管导通，继电器通电吸合，启动灌溉设备，湿度上升，当上升到设定范围内时，置其引脚为高电平，三极管将截止，继电器停止工作，处于常开状态，灌溉设备停止工作[11]。在此次设计中灌溉设备用LED灯来代替，如图3.10。

图3.10 控制电路的设计

3.7整体电路的设计

整体电路设计如图3.11所示，本系统由单片机系统模块、土壤湿度检测模块、温度检测模块、显示模块、报警模块、控制电路模块六个部分组成。通过温度传感器DS18B20和土壤湿度传感器采集得到土壤表层的温度和湿度的数据，并且通过单片机控制处理数据，根据测到的土壤湿度的数据，控制继电器开启进行喷灌。

图3.11 整体电路图设计

4软件系统设计

4.1软件设计的整体思想

对于本系统而言，要完成各个模块的功能。首先必须要保证有较完善的硬件。与此同时还必须要有合理设计的软件的支持，特别是在当今单片机应用飞速发展的时代。有很多用硬件完成的工作，都能通过软件编程来代替，有些工作得用很复杂的硬件电路才能完成，用软件编程时就会变得比较简单，比如数字滤波，信号处理等。

在进行系统软件设计时，必须要对设计的硬件有一个熟练的掌握，知道系统的各个模块的工作原理。在进行软件设计时，首先得清楚各个部分的子程序及他们的流程图，然后进行C 语言编程，最后对它们进行系统的编程。

此次设计时以STC89C52单片机为核心，采用C 语言编程。用模块化设计，由主程序、温湿度子程序、液晶显示子程序，以及有关的ADS1286的程序等模块组成。

该系统设计的工作流程为：开始初始化后，输入要设定的温湿度的上下限值；传感器读取温湿度值后，线性拟合数据，然后LCD 显示数据，如果温湿度数值过限，报警并启动控制设备；如果数据正好在限值范围内，则显示温湿度值。

4.2程序流程图设计

在整个系统中，软件的设计采用模块化编程，主要的功能子程序有：系统初始化，温湿度传感器的初始化，LCD5110的初始化。该系统的工作流程为系统初始化后设定温湿度上限值，由土壤湿度检测器读取数值，经显示器显示数据，然后由单片机判断湿度值是否过限，如果没有过限则显示湿度值；如果过限则电路报警，并启动灌溉设备，启动后继续读取数据，直到数据没有过限。主程序流程图如图4.1所示。

图4.1

主程序流程图 P1.3

开始

4.3温度传感器流程图设计

温度采集的流程图中，单片机通过P2.2口向DS18B20发出复位脉冲，完成对此系统初始化，温度传感器准备接收命令。单片机发skipROM 命令，温度传感器接收命令，使其能够在响应之后系统发出命令。单片机发送温度转换命令，温度传感器进行温度转换，将转换后的温度值发送到单片机，由单片机读取温度值，最后对所采集的数据进行处理。图4.2为DS18B20温度测量流程图。

图4.2 DS18B20

测量时序图 图4.2 温度测量流程图

4.4 LCD 液晶显示屏流程图设计 LCD 液晶显示器的工作流程为：液晶显示屏初始化后，将测得的数据传送给液晶显示屏，对输

入信号进行检查，然后写命令函数和读取数据函数并显示，之后延迟进行下一轮显示。LCD 液晶显示流程图如图4.3所示。

N

Y 图4.3 LCD 显示流程图 4.5输出控制子程序流程图设计 输出控制的工作流程为：开始检测温湿度值是否超出设定值的上限，如果没有超出则返回主程序，若超出设定值上限，蜂鸣器报警，启动灌溉设备，继续检测温湿度值是否回到限定值内，超出限定值继续灌溉，如果温湿度值在限定值范围内，则停止报警，检测温湿度是否留有足够的裕量，如果温湿度合适则停止灌溉，反之则继续灌溉直到湿度合适。控制子程序如图4.4所示。

N Y

Y N

Y N Y 图4.4 输出控制子程序

5调试

5.1软件调试 系统软件设计的过程主要分为以下几个步骤： 第一步：建立源程序。通过计算机开发系统的编辑软件，按照所要求的格式、语法规定、源程序输入到开发系统中，并存在磁盘上。

第二步：在计算机上，利用Keil 软件对第一步输入的源程序进行编译，变为可执行的目标代码。如果源程序有语法错误，则其错误将显示出来，然后返回到第一步进行修改，再进行编译，直到语法错误全部纠正为止。

开始 返回 初始化

发skipROM 命令

数据处理 读取温度值 发读取温度命令

发skipROM 命令 发温度转换命令 初始化

写命令函数 延时

写数据函数

检查忙信号 开始 返回主程序 启动灌溉设备 蜂鸣器报警

温度、湿度是否超出上限？

温湿度是否回到

开始

第三步：在线调试。对于与系统、硬件无联系的程序，可以借助在线调试手段，发现逻辑错误后，返回到第一步修改，直到逻辑错误纠正为止。对于与系统硬件紧密相关的程序，则需对软件和硬件同时进行调试，将程序烧入CPU，然后将CPU 插入系统。发现硬件故障后应排除故障，发现逻辑错误后应修改程序，消除逻辑错误。

5.2硬件调试

硬件调试主要包括两步：

第一步：系统上电之前，先仔细检查线路是否连接正确，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求，应特别注意电源系统的检查，以防止电源的短路和极性错误，并重点检查系统总线是否存在相互之间短路或与其它信号线的短路。

第二步：第一步的调试，只是对系统进行初步调试，可以排除一些明显的故障，而硬件故障(如各个部件内部存在的故障和部件之间连接的逻辑错误)主要是靠软件和硬件联调来排除。

硬件调试和软件调试是不能完全分开的，许多硬件错误是在软件调试中发现和被纠正的。

5.3 设计中遇到的问题及解决

在调试过程中发现显示屏显示不正常，起初以为显示屏出了问题，换了几个也没有解决问题，最终发现是程序问题，由于软件编程时，地址分配有误，使得部分数字无法显示，经过仔细检查，发现问题后，将地址重新分配，显示部分正确。对报警电路调试时，正常情况下当温度和湿度其中任何值一个过限后，蜂鸣器都会发出声音。这是写在软件程序里的。但是在加上控制信号，温湿度过限后，蜂鸣器不报警。蜂鸣器的控制端口无控制信号输出。经检查发现程序里面蜂鸣器的控制端口电平设置有误，修改后，蜂鸣器工作正常。

6系统功能测试及结果

6.1测试方法

将土壤湿度检测系统的报警上线设置在80%，下线设置在45%，取一定量的校园泥土放在玻璃杯中，将土壤湿度检测器的探头插入一半到土壤中，读取此刻土壤的湿度并记录。取出探头，加入100ml水，经过一段时间，当水全部渗入土壤中时，再次将探头插入一半到土壤中，读取数据并记录。其他条件不变，分别测量加入水200毫升水和300毫升水时土壤的湿度。

6.2测试数据

（1) 没加水时土壤湿度

测试时间（s）0 5 10 15 20 25 30

土壤湿度45% 46% 47% 45% 46% 47% 46%

是否报警是否否是否否否

是否灌溉是否否是否否否

（2) 加入100ml水时土壤湿度

测试时间（s）0 5 10 15 20 25 30

土壤湿度50% 53% 54% 53% 52% 53% 53%

是否报警否否否否否否否

是否灌溉否否否否否否否

（3）加入200ml水时土壤湿度

测试时间（s）0 5 10 15 20 25 30

土壤湿度65% 66% 67% 65% 66% 67% 66%

是否报警否否否否否否否

是否灌溉否否否否否否否

（4）加入300ml水时土壤湿度

测试时间（s）0 5 10 15 20 25 30

土壤湿度81% 79% 77% 85% 76% 82% 83%

是否报警是否否是否是是

是否灌溉是否否是否是是

6.3测试结果分析

由测试结果得出，所测量的土壤湿度数值不是固定的，而是在一个很小的范围内变化的。当湿度超过设定值上限或下限时，蜂鸣器会报警。此外由于土壤湿度检测器的探头长时间接触土壤，上面会吸附一些泥土，这对实验结果也会产生一定的误差。

结论

本设计结合了单片机技术、传感器技术、数字电子技术和LCD显示等知识，完成了基于单片机控制的温室大棚自动灌溉控制器的设计。比较系统地介绍了硬件的组成及设计方法。应用单片机C 语言完成了系统软件的设计。本设计特点如下：

1. 将传感器技术应用到单片机控制系统中，实现了对土壤温湿度的数据采集、读取等。

2. 利用LCD液晶的显示技术完成了土壤湿度及显示电路的设计。

3. 外接了蜂鸣器报警模块，在超过设定温湿度上下限时自动报警。

4. 整个系统软硬件搭配合理，设计、开发、维护方便，性价比高。

本系统存在的不足与拓展：

1. 设计不足：系统设计中，未能显示实时信息。在一些比较特殊的场合，有时候需要系统显示出各个时间段，比如，早、中、晚的实时信息。而这个系统没有此项功能。

2. 系统拓展：

(1) 本系统可以添加无线模块。可以添加中、短程无线通信模块，使得系统能够在比较恶劣、危险等不适合人到达的地方进行工作，这样就提高了系统的实用性；

(2) 本系统可以利用串口与PC机相连接，然后将采集的信息在PC机上进行处理，比如可以绘制时间—温湿度曲线，也可将信息发布到WAP上，进行远程操控。

致谢

本次设计是在老师的耐心指导和解答下完成的。因为我经验的不足和知识的缺乏，在此次毕业设计中遇到了许多自己解决不了的问题。每次老师都是耐心的给我解惑，并提供许多非常详细的资料，从中可以汲取到许多知识，这在我的毕设中起到事半功倍的效果。秦老师的渊博的知识和敏捷的思维以及敏锐的观察力使我受益匪浅，在工作中的一丝不苟和对学术的热情深深的打动了我。他对我的帮助非常大，使得我在知识累积和试验经验方面有了很大的提高，这对我以后的工作和学习都有深远的的影响，感谢他细心的辅导。

在人生的每个阶段中，我们都会面临很多的选择。

此外我还要感谢一下和我一起朝夕相处的各位同学，在他们的帮助和支持下，我才能克服那些困难和疑惑，直到此次毕业设计的完成。

最后，向所有关心和帮助过我的老师和同学们致以最诚挚的谢意！

参考文献

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[14]K.G.Arvanitisa,atc·Multirate adaptive temperature control of greenhouse, computers and Electronics in Agriculture[M],2000.45-89.

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。

温室大棚自动灌溉技术

温室大棚自动喷灌控制系统设计与研究 1.1课题研究目的与意义 1.1.1水资源危机已经到来 众所周知,水是生命之源，尤其是人类生存和社会发展不可缺少的基本条件，是实现人类社会和自然界可持续发展的重要物质基础。早在1972年联合国召开的人类环境会议和1977年召开的水资源会议就向全世界发出警告:水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机便是水川。而当今占世界人口总量40%的80个国家缺水，其中26个国家严重缺水，特别是发展中国家，普遍受到不同程度水源危机和污染严重的威胁。水资源日益成为不亚于能源和粮食不足的一个严重问题，并已成为当今世界各国经济发展的重要制约因素。这使人们越来越深刻的意识到，水不仅是农业的命脉,也是经济发展的命脉，人类生存的命脉，水的重要性已成为国际共识，水资源的开发、利用和保护己为世界各国所重视。而就如何合理高效利用有限的淡水资源,充分发挥资源效益己成为一个全球性急需解决的重要课题。 1.1.2节水成为历史发展的必然 在诸多缺水国家之中，我国是水资源严重短缺的国家之一。我国的水资源总量约为2.8万亿立方米，居世界第6位;但人均水资源占有量仅为2200m3，约为界平均水平的1/4。从理论研究上讲，有“开源”和“节流”两条路可走。但实践中开源己不具多大潜力,因为水资源毕竟是有限的，且过度的、无节制的开发将造成水资源严重枯竭，进而导致各种危害人类社会本身的生态环境问题，制约人类社会经济的发展；而节流却是行之有效更具潜力的方案，因为传统粗放的用水方式造成了水资源的巨大浪费。水资源的利用率和利用效率低下使水资源在节流方面呈现巨大的挖掘潜力，因此节水成为历史发展的必然。而在各行各业、各方各面中，农业,是用水、也是浪费水资源的大头，更有必要进行节水技术的探讨和研究。1.1.3微灌技术的发展 农业用水的合理使用和发挥最大效益应该说是具有非常重要的意义。节水将是可持续发展需要解决的重要问题。于是,节水灌溉便提上了日程，节水灌溉技术以其节水、增产、节地、省工等优点变革了传统粗放落后的灌溉方式和灌溉管理方式，其能够有效改善作物产品品质，提高产品附加值，同时对促进农业现代化,扩大内需，开拓国内市场,带动节水灌溉设备的产业化具有显著的作用。在当今世界上工农业生产迅速发展，人口不断膨胀，水资源危机波及全球地情况下，节水灌溉技术一出现便引起了世界各国地普遍关注和重视，促使各国在节水灌溉技术及设备方面展开了深入的研究和开发。目前，全国节水灌溉面积仅占有效灌溉面积的30%左右。农业用水的主要方式,仍然是大水漫灌,粗放低效。因此,党的十五届三中全会提出要把节水灌溉作为一项革命性措施来抓，大力发展节水灌溉，大幅度节约农业用水，提高水的有效利用率。预计21世纪必将是节水的世纪，21世纪的节水农业技术将是农业科技革命的重要组成部分，节水灌溉将具有更为广阔的前景。 1.1.4温室微灌是发展的趋势 温室设施生产是科学技术含量较高的一种生产形式,其通过人工、机械或自动化技术来调控气象条件和栽培介质等环境因素，克服恶劣的自然条件的影响，为作物创造良好的水、气、热环境，使作物处于最佳生长状态，以大幅度增加作物产量，改进作物品质，提高经济效益。微灌技术的应用在我国还处于初级阶段，根据多年来的节水灌溉应用的实践，在温室中推广微灌技术势在必行，且与其它节水灌溉方式相比，温室大棚的节水灌溉方式效果最好，节水最明显。这种方式可根据作物生产过程中对水的需要进行灌溉,采用先进的灌溉设备，可以作到适时、按需对作物灌水，水的利用率可达90%以上。这种灌溉方式将是我国今后节水灌溉的主要发展方向。

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

温室大棚自动化滴灌系统发展中存在的问题

温室大棚自动化滴灌系统发展中存在的问题 托普物联网指出滴灌（drip irrigation）是利用塑料管道将水通过直径约10mm毛管上的孔口或滴头送到作物根部进行局部灌溉。它是目前干旱缺水地区最有效的一种节水灌溉方式，水的利用率可达95%。滴灌较喷灌具有更高的节水增产效果，同时可以结合施肥，提高肥效一倍以上。可适用于果树、蔬菜、经济作物以及温室大棚灌溉，在干旱缺水的地方也可用于大田作物灌溉。其不足之处是滴头易结垢和堵塞，因此应对水源进行严格的过滤处理。 温室自动化滴灌系统一般由首部枢纽、管路和滴头组成。 1．首部枢纽：包括水泵(及动力机)、施肥罐、过滤器、控制与测量仪表等。其作用是 抽水、施肥、过滤，以一定的压力将一定数量的水送入干管。 2．管路：包括干管、支管、毛管以及必要的调节设备(如压力表、闸阀、流量调节器 等)。其作用是将加压水均匀地输送到滴头。 3．滴头：其作用是使水流经过微小的孔道，形成能量损失，减小其压力，使它以点滴的方式滴入土壤中。滴头通常放在土壤表面，亦可以浅埋保护。 温室、大棚等园艺设施配套滴灌技术是现代农业生产发展的必经之路，滴灌具有明显的优点。目前设施园艺自动化滴灌系统发展中存在一些问题，如规划设计问题、设备质量问题、管理使用问题等。为保证棚室设施园艺滴灌技术的推广和前进，应对这些问题正视并改进。 一、滴灌设备质量问题 自引进滴灌技术以来，从消化、吸收到自主研发创新，目前，温室、大棚的成套滴灌设备基本都是我国独立生产的，部分产品性能的水平已经不低于国外同类产品，但一些关键设备，如首部枢纽设备、自动控制设备等与国外同类先进产品相比仍存在一道的差距。总体上来讲产品品种少，缺乏系列化，配套水平低。 我国生产的滴头、滴灌带或滴灌管等产品在压力补偿、抗堵塞、灌水均匀度和材质的抗老化等方面质量一直不稳定；管材配套性差，容易漏水；过滤器主要以筛网过滤器为主，使用寿命较短，过滤效果也并不是很理想，这是导致灌水器堵塞，甚至工程报废的直接原因之一；普遍使用的压差式施肥器，密封性差，不好控制，施肥浓度很不均匀；目前虽有文丘里施肥器、射流式施肥器生产，但数量少，一直没有形成规模，市场上没有多大选择的余地。另外目前滴灌设备市

温室大棚中温室自动化控制系统方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计 温室自动化控制系统简介 温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。 智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息，接到上位计算机上进行显示，报警，查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。 系统组网络以及通讯协议 （1）系统组网络组成 根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计：网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络无缝结合到该网络环境，实现“多网合一”。 整个系统可承载的数据分成如下的几个部分： 1：工业控制数据 2：采集数据 3：工业标准的MODBUS总线通讯 （2）组网特点 自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。 整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。 （3）采用的通讯协议

Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。 现代农业大棚控制系统 （1）控制系统概述 随着社会经济的发展，设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径，已经越来越受到世界各国的重视，而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分，是设施农业发展的高级阶段。希望通过改变植物生长的自然环境、．创造适合植物最佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。 远程大棚监控系统是一种用于家庭、仓库(厂房、花棚和塑料薄膜大棚)内环境温湿度监控及控制的全自动远程智能调节系统。它通过控制加热器及制冷器(通风)对温度进行自动调节，同时通过控制加湿机及除湿机的工作自动调节环境的相对湿度，使环境的温度和湿度达到适宜的范围。 （2）大棚环境特点与调控 大棚因有塑料薄膜覆盖，形成了相对封闭与露地不同的特殊小气候。进行蔬菜大棚栽培，必须掌握大棚内环境的特点，并采取相应的调控措施，满足蔬菜生长发育的条件，从而获得优质高产。 大棚内环境条件： 1、光照 2、温度： 3、空气湿度 4、空气二氧化碳浓度 5、土壤湿度： （3）现代化大棚远程控制工艺 本方案使用腾控系列系列高速32位控制器、高性能温度湿度以及氧气传感器、视频设备等硬件通过目前的高速光纤网络建造一个现代化农业用温室大棚环境监控系统。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、O2浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁、巡更等参数，通过HMI输出帮助种植者作全面

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

温室大棚蔬菜节水灌溉技术

温室大棚蔬菜节水灌溉技术 寿光泽农温室工程有限公司技术培训资料： 为了更好的提高蔬菜的产量，减少菜农朋友的劳动力，不少菜农朋友对自己的老旧大棚进行了“装修”，寿光泽农温室就带大家来看看“装修”后的灌溉技术。 一、设施蔬菜水肥一体化技术 灌溉施肥是通过灌溉系统为植物提供营养物质，在加压灌溉条件下，将施 肥与灌溉结合在一起的一项农业技术，又称为水肥一体化的设施技术。其原理 是按照作物的需水要求，通过低压管道系统与安装的施肥罐，将水与肥料完全 溶解，以较小的流量均匀、准确滴直接输送到作物根部附近的土壤中，减少了 水肥的浪费。在棚内安装施肥罐，将肥料与灌水融为一体，制定科学的设施方案，灌溉过程中将含有养分的水直接滴在作物根际周围，既可保证蔬菜对养分 的吸收，又可保持整个土层养分水平不过量，减少了肥料用量和土壤对养分的 吸附、固定。同时也减少了用水。 二、膜下沟灌技术 蔬菜起垄定植后，在两小行之间的沟上覆盖一层塑料薄膜，在膜下架设竹 劈或钢丝小拱，沟中浇水，形成封闭的灌水沟。其优点是：简便易行，投入小，每1亩投入30至50元，节水效果比较显著，比传统畦灌节水30％以上；减少 病虫害，节省用药费用，增产超过10％；操作简单，适宜在各类蔬菜产区示范 推广应用。 三、膜下滴灌技术 膜下灌溉技术是在地膜下面，利用装在毛管上的滴头将水一滴一滴、均匀 而又缓慢滴滴入作物根区附近土壤中的灌水形式。投资较大，每1亩在1500元

左右。适宜在日光温室种植效益较高的蔬菜上应用。优点是：1、节水。滴灌与 大水漫灌相比，膜下滴灌可节水70％以上。2、节肥。滴灌与大水漫灌相比，可 节肥50％以上。3、保护土壤。滴灌水肥一体化以后，不会造成土壤盐渍化，不 会造成土壤板结。4、减少作物病害。在日光温室或大棚内使用滴灌，因为没有 过多的水分蒸发，空气湿度小，可明显减少作物病害。5、节省劳动力。使用滴 灌产品，打开阀门后所有滴头同时滴水，不须用人看管，省工省力。6、增产。 使用滴灌不会降低土壤温度，病害发生较轻，作物长势好，一般可提高产量30％以上。 四、膜下微灌技术 膜下微灌技术的主要特点是微灌带上留有小孔，没有滴头，水从小孔以低 压小流量流出，将灌溉水供应到作物根区土壤，实现局部灌溉。在膜下作物行 间铺设微灌、微喷软管，在一定压力下微流或微喷在作物根部进行灌溉。 五、喷灌技术 喷灌是利用专门设备将有压水送到灌溉农田，并喷射到空中散成细小的水滴，象天然降雨一样进行灌溉。喷灌的突出优点是对地形的适应性强、机械化 程度高，灌溉均匀、灌溉水利利用系数较高，尤其是适合于透水性强的土壤， 并可调节空气湿度和温度，但基础建设投资较高，而且受风的影响大。 六、地膜覆盖和高垄栽培技术 地膜覆盖栽培又称护根栽培或促根栽培，是将极薄的塑料薄膜紧密地贴于 畦面或垄面上的一种栽培方式。优点是：地膜覆盖能够提高作物产量，促进早熟，提高品质，增加效益，防水抗涝，防止土壤板结，提高肥效，改善近地面 光照条件，抑制盐碱效应，抑制杂草生长，增强抗逆性等功效。高垄栽培有利 于蔬菜生长期间排、灌技术的发挥；同时通过起垄作业，可使活土层增厚，土

现代智能温室大棚

现代智能温室大棚标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

现代智能温室大棚 在互联网时代智能农业的概念已越来越多地被提及并受到高度关注，智能设施为现代农业保驾护航，设施农业是指在人工设施保护条件下，通过工程技术手段为生物提供适宜的生长环境，以达到高产优质生产目的的现代农业生产方式。传统的现代化设施农业是高投入、高耗能的产业，对环境并不友好。从发达国家来看，高投入常规现代农业已暴露出一系列问题，而且无一不与高投入大规模单一经营的农作方式直接相关，所以提高水肥利用效率是促进现代农业快速发展的关键。 在我国农业生产中，水资源和肥料利用效率低是普遍存在的问题，在很大程度上限制了农业生产的进步。为此，物联网整合了计算机技术、电子信息技术、自动控制技术、传感器技术及施肥技术，设计了一款农业一体化智能控制系统。该系统由环境智能采集、专家知识库支持、农业一体化自动灌溉三部分组成，详细功能如下： 1.环境智能采集 系统通过传感器设备智能采集农业土壤的温湿度、PH值、EC值及氮、磷、钾等环境数据，环境数据的智能采集是实现科学水肥灌溉的关键。通过对采集到的数据分析及系统知识库支持，可判断出农作物在此生长阶段对水肥的需求。 2.专家知识库支持 系统根据农作物在不同环境、不同季节、不同生长阶段的根水肥吸收规律，建立了农作物水肥一体化灌溉专家知识库。用户结合系统对种植环境的数据采集及农作物对水肥需求的分析，可制定出科学的水肥自动灌溉方案。 3.农业一体化自动灌溉

针对系统专家知识库提供的灌溉意见及农作物各生长时期的农业需求规律，通过控制水量和肥量的供给，实现水肥在土壤的分布层与作物吸收层空间同位供给，该模块可分为控制子系统、配肥子系统和灌溉子系统三部分。控制子系统根据专家知识库提供的数据，设定配肥比重、灌溉时间、灌溉区域等数据，通过总控制器对多个控制节点进行控制，进行定量定时施肥轮灌。配肥子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定配肥方案；配肥控制系统通过控制器对直流变频器的控制实现对水泵和肥泵的控制，从而完成配肥过程。灌溉子系统通过上位机的人机界面、PC 机或远程控制界面设定控制方案，来实现定量定时定区域的灌溉。 农业一体化智能控制系统农业一体化智能控制系统将信息技术与农艺技术相结合，实现了农业的信息化和自动化控制，完成了农作物水肥一体化自动控制生产管理功能。根据农作物水肥需求规律进行施肥与灌溉，对农田水分和养分进行综合调控和一体化管理，具有肥随水走，利于作物吸收的特点，通过以水促肥、以肥调水，实现水肥耦合，全面提升农田水肥利用效率，不仅节水、节肥、节能、节省人力，而且还可大大提高农作物的产量和质量，同时减轻了增施肥料对环境的污染。

大棚温室自动控制系统毕业设计(精)

本设计为一闭环控制系统,由89C51单片机,A/D转换电路,温度检测电路,湿度检测电路、控制系统组成。温度检测电路将检测到的温度转换成电压,该模拟电压经ADC0809转换后,进入89C51单片机,单片机通过比较输入温度与设定温度来控制风扇或电炉驱动电路,当棚内温度在设定范围内时,单片机不对风扇或电炉发出动作。实现了对大棚里植物生长温度及土壤和空气湿度的检测,监控,并能对超过正常温度、湿度范围的状况进行实时处理,使大棚环境得到了良好的控制。 该设计还具有对温度的实时显示功能,对棚内环境温度的预设功能。 第一章概述 大棚、中棚及日光温室为我国主要的设施结构类型。其主要功能是采用电路来自动控制室内的温度,以利于植物的生长。温室的性能指标: 1.温室的透光性能 温室是采光建筑,因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响,而且随着不同季节太阳辐射角度的不同,温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般,连栋塑料温室在 50%~60%,玻璃温室的透光率在60%~70%,日光温室可达到70%以上。 2.温室的保温性能 加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能,降低能耗,是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大,说明温室的保温性能越好。 3.温室的耐久性

温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外,还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减,而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载;竹木结构简易温室使用寿命5~10年,设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。 由于温室运行长期处于高温、高湿环境下,构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室,受力主体结构一般采用薄壁型钢,自身抗腐蚀能力较差,在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处 理,镀层厚度达到150~200微米以上,可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室,必须保证每年作一次表面防腐处理。 第二章比例微积分控制原理 3.1 比例积分调节器(PD 比例调节器具有误差,为解决此问题,可引入积分(Inte6raI环节,其方块图见图4—33l 比例微分调节器对误差的任何变化,都产生一个控制作用比,阻止误差的变化。c变化越快,pd越大,输出校正量也越大。它有助于减少超调,克服振荡,使系统趋于稳定;同时加快系统的响应速度,减小调整时间,从而改善了系统的动态特性。它的缺点是抗干扰能力变差。 3.2 PID调节器 积分器能消除镕差,提高精度,但使系统的响应速度变慢、稳定性变环。微分器能增加稳定性,加快响应速度。比例器为基本环节。三者合用,选择适当的参数,可实现稳定的控制。 图4—37为PID调节器的方块图。 第三章自动控制系统的设计

温室自动控制系统设计方案

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 参赛题目：温室自动控制系统 队长：朱继田 队员：杨建成 陶文波

温室自动控制系统 摘要:（300字以内） 温度是一种环境参数，温度自动控制在工农业生产中具有非常重要的作用。半导体制冷器(TEC)是一种比较先进的制冷装置，因为其小型化、无噪声、无污染的特点，在各种温度控制领域得到了广泛的应用，因此研究半导体制冷器温度的测量方法和设计灵活精确的温度自动控制系统具有重要的意义。 文章介绍了一种温度自动控制系统，该系统采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，AT89C52低电压、高性能半导体制冷器等元件。单片机通过温度传感器获取当前温度，进而控制半导体制冷器工作。 一、方案设计和论证 本系统由四大部分组成：1、温度检测装置；2、控制系统；3、执行机构； 4、显示同步。在其中2部分控制系统中，由于ATMEL公司的AT89C52单片机具有高密度、非易失性、低电压、高性能等优点，且满足本系统和电子设计大赛的两方面要求，因此采用AT89C52作为微控制器，该部分方案设计将在文章第三、四部分详细介绍。以下主要针对温度检测系统及执行机构两方面的内容进行方案设计和论证。 模块1 温度检测装置方案设计 对于温度的自动控制系统而言，温度检测是整个系统设计的第一步。如何选择温度传感器是这块电路的关键，它是直接影响整个系统的性能与效果的关键因素之一。 方案：选用数字式温度传感器DS18B20 论证： 数字温度传感器DS18B20最大特点之一是采用了单总线的数据传输，直接输出数字信号。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。因此便于单片机处理及控制，节省硬件电路。该系统可以由数字温度计DS18B20和 AT89C52单片机直接构成的温度测量装置。不仅如此，DS18B20最小分辨率为0.0625℃，满足该题温度分辨率为0.1℃的要求，因此温度传感器选用DS18B20。 模块2 执行机构 对于温度的自动控制系统而言，温度执行机构是整个系统设计最核心的一步。温度执行机构的构建直接影响整个控制模块的工作方式和效率。 方案一：可控硅调功器电路 论证 可控硅调控器电路是利用双向可控硅管和加热丝串接在交流220V、50Hz回路。在给定周期T内，AT89C52只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。显然可控硅在给定周期T的100%时间内接通时间的功率最大。显然，对功率的调节从而调节温度达不到制冷效果，即使是通过外加风扇来带走外部热量也达不到，故不用此方案。

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。

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

几种种植节水灌溉技术详解

几种种植节水灌溉技术详解 中国现有常用节水灌溉方法包括渠道防渗、喷灌、微喷灌、渗灌和滴灌等，均为人为控制灌溉时机和灌水量，属于“被动式”灌溉模式。以色列滴灌技术被公认为目前效果最好的节水灌溉技术，中国自上世纪70年代末引进以来，取得了长足发展。但是滴灌灌水器为了实现更小流量的灌水以及长距离铺设，就必须不断地减小流道尺寸，由此带来了流道易堵塞及制造难的问题。 一、渠道防渗 渠道输水是目前我国农田灌溉的主要输水方式。 传统的土渠输水渠系水利用系数一般为0.4-0.5，差的仅0.3左右，也就是说，大部分水都渗漏和蒸发损失掉了。渠道渗漏是农田灌溉用水损失的主要方面。采用渠道防渗技术后，一般可使渠系水利用系数提高到0.6-0.85，比原来的土渠提高50%-70%。渠道防渗还具有输水快、有利于农业生产抢季节、节省土地等优点，是当前我国节水灌溉的主要措施之一。 根据所使用的材料，渠道防渗可分为：①三合土护面防渗；②砌石(卵石、块石、片石)防渗；③混凝土防渗；④塑料薄膜防渗(内衬薄膜后再用土料、混凝土或石料护面)等。 二、管道输水 管道输水是利用管道将水直接送到田间灌溉，以减少水在明渠输

送过程中的渗漏和蒸发损失。发达国家的灌溉输水已大量采用管道。目前我国北方井灌区的管道输水推广应用也较快。常用的管材有混凝土管、塑料硬(软)管及金属管等。管道输水与渠道输水相比，具有输水迅速、节水、省地、增产等优点，其效益为：水的利用系数可提高到0.95；节电20%-30%；省地2%-3%；增产幅度10%。目前，如采用 低压塑料管道输水，不计水源工程建设投资(以下同)，亩投资为100元-150元。 在有条件的地方应结合实际积极发展管道输水。但是，管道输水仅仅减少了输水过程中的水量损失，而要真正做到高效用水，还应配套喷、滴灌等田间节水措施。目前尚无力配套喷、滴灌设备的地方，对管道布设及管材承压能力等应考虑今后发展喷、滴灌的要求，以避免造成浪费。 三、喷灌 喷灌是利用管道将有压喷头分散成细小水滴，均匀地喷洒到田间，对作物进行灌溉。它作为一种先进的机械化、半机械化灌水方式，在很多发达国家已广泛采用。 喷灌的主要优点如下： 1、节水效果显著，水的利用率可达80%。一般情况下，喷灌与地面 灌溉相比，1m3水可以当2m3水用。 2、作物增产幅度大，一般可达20%-40%。其原因是取消了农渠、毛渠、田间灌水沟及畦埂，增加了15%-20%的播种面积；灌水均匀，土壤不板结，有利于抢季节、保全苗；改善了田间小气候和农业生态环

温室智能灌溉解决方案

项目名称：陕西省汉中市新型苹果育苗大棚智能灌溉系统 项目需求：温室大棚实现经济的自动灌溉是全行业的努力方向。 我们经过持续探索和不懈努力，为传统温室大棚引入无线电磁阀控制，与无线温湿度传感器联动管理，获得更加好的经济效益。农业大棚引入全自动、智能化的绿化浇灌系统，实现标准化的浇灌，是高水平农业发展的必由之路。位于陕西省汉中市的新型苹果大棚育苗基地，采用智能化循环间隔雾化喷淋育苗系统。该基地每盆苹果幼苗价值上万元，十分昂贵，要求很高精度的喷淋循环控制系统。该系统通过LoRa自动组网分组顺序控制技术实现秒级精度的雾化喷淋育苗灌溉。该系统作为工业级智能灌溉的标准配置产品，通过LoRa无线互联网接入可实现手机APP 遥控及PC分级管理。全自动浇水系统通过预埋水管，预装喷头，系统设定温湿度后，全天候自动工作。 温室吊挂自动雾化灌溉系统 √智能浇灌控制柜可设定秒级精度定时自动运行，无线电磁阀节约埋线施工成本。 √无线温湿度及流量传感器无需担心挖断电线，维护简单。 √无线分组自动排序雾化育苗喷淋。

√温湿度无线分组传感监测。 大棚智慧灌溉组网控制示意图 南京淋达智能技术有限公司（LD future），是中国科技团队联合美国洛杉矶加州大学（UCLA）清洁能源研究中心共同推进技术创新，并与国内风险投资机构共同投资成立的物联网高科技企业。公司专注于通过物联网与移动互联网的技术创新实现全球水资源、能源的高效利用，致力于推动智慧城市中的智慧园区灌溉、智慧小区灌溉物联网智能技术产业化。LD future公司官方网址为：https://www.wendangku.net/doc/6b16646033.html,，有需要的用户可以直接咨询联系！

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。

温室大棚蔬菜节水灌溉最新技术

近年来，我国大棚温室蔬菜发展很快，极大地丰富了人们的生活。与传统菜地相比，温室是个相对封闭的生产设施，自然降雨不能被直接利用，温室内作物需要的水分完全依靠人工灌溉措施来保证。调查显示，温室大棚主要采用沟灌、漫灌或喷灌的方式灌溉，部分温室采用较先进的滴灌方式。 这些灌溉方式的最大问题是，地表潮湿，大棚温室内通风不畅，导致棚内空气湿度过大，引发作物病虫害发生蔓延。为了防治病害，使用大量农药，会给作物增加农药污染，人们食用这类菜果对健康极为不利。除此之外还存在浪费水、投资大、维护不易等不足。 为此开发出新型微润节水灌溉技术，将半透膜原理引入灌溉领域，利用半透膜的透水原理拟合生物半透膜的吸水过程，从而做到了灌溉系统的供水过程与植物的吸水过程在时间上同步，实现对植物的全生命期进行持续灌溉。它以地下给水方式将水分与肥料直接送入根区层，避免了径流损失、渗漏损失和蒸发损失，节水高效，不耗费动力，维护方便。 微润灌溉系统设计简单，施工方便，微润管与盛水容器相连，使之充满水，用T形转接头把微润管连成网状，然后覆上土壤，就可以栽种植物了。 微润灌溉技术与现行的节水灌溉技术相比有着无与伦比的优势： 1、首次在农业生产中实现了连续灌溉 2、创造了一种极端节水的灌溉方法 3、运行过程无动力消耗 4、自主运行，维护简单 1、温室滴灌 滴灌是将压力水以滴状湿润土壤的一种对作物根部的灌水技术。通常将毛管和灌水器放在地面，也可以把主管和灌水器埋入地面以下30-40cm，前者称为地表滴灌，后者称为地下滴灌，每个灌水器的流量一般为1－12l／h。采用滴灌后，除了作物根部湿润，其它地方始终保持干燥，减少了地面蒸发，降低了因室内空气湿度所引发的病虫害。 2、温室微喷灌 微喷灌是指所用灌水器以喷洒水流状浇灌作物的灌溉系统。常见微喷灌系统的灌水器有各种微喷头、多孔管、喷枪等。温室中采用微喷头的微喷灌系统，一般将微喷头倒挂在温室骨架上实施灌溉，以避免微喷灌系统对田间其他作业的影响。 温室中采用微喷灌系统具有省工、省水、节能、能随水追肥或喷药、易于实现自动控制等优点。微喷灌能够显著增加温室内湿度、降低温室内温度、调节温室田间气候，有利于高温干燥季节作物的连续生长。通常，将温室微喷灌系统与温室滴灌或管灌系统结合在一起使用，以滴灌或管灌系统为主要灌溉系统，微喷灌系统作为补充灌溉或调节温室田间气候使用。 3、温室自行走式喷灌机 温室自行走式喷灌机实质上也是一种微喷灌系统，但它是一种灌水均匀度很高、可移动使用的微喷灌系统。工作时，自行走式喷灌机运行在悬挂在温室骨架上的行走轨道上，通过安装在喷灌机两侧喷灌管上的微喷头实施灌溉作业。温室自行走式喷灌机通常还配有施肥或加药设备，以便利用其对作物进行施肥或喷药作业；同时采用可更换喷嘴的微喷头，以便根据作物或喷洒目的的不同选择合适的喷嘴进行喷洒作业。此外，喷灌机上所用喷头也必须有防滴器。 由于投资较高，温室自行走式喷灌机多用于穴盘育苗、观叶性花卉栽培等有特殊灌水要求的温室生产中。 4、温室多孔管微灌系统 多孔管微灌系统是采用多孔管作为灌水器的灌溉系统。多孔管是一种直接在可压扁的薄壁塑料软管上加工出水小孔进行灌溉的灌水器，这种多孔管的特点之一是可用作滴灌、也可用作微喷灌。将其覆盖在地膜下、利用地膜对水流折射可以使多孔管出水形成类似滴灌的效果，将其直接铺设在地面多孔管出水可形成类似细雨的微喷灌效果。温室中，低温季节将其覆盖在地膜下作为滴灌用、高温季节揭开地膜就可作为微喷灌用，是一种经济实用的温室灌溉设备，尤其适合在塑料大棚、日光温室等对灌溉要求不高的生产性温室中。