蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC程序设计毕业设计

LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

毕业设计

题 目 蔬菜大棚温湿度控制系统的PLC 程序设计

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摘要

温室大棚对现在的人们来说，是非常熟悉的一个名词，因为现在我们生活中的很多花卉、蔬菜、水果都是从温室大棚中种植出来的。如何利用自动检测与自动控制系统有效的控制好温室大棚内的各种环境因子，以提高温室大棚环境的控制精度和效果，对我国温室业的发展有着不可估量的重要意义。本设计采用西门子S7-300系列可编程控制器来实现自动化控制的温室大棚。温度、湿度等环境因子在植物过程中起重要作用，在检测这环境因子的时候考虑到精度，反应速度，方便设备连接等问题，将采用温度传感器，湿度传感器对环境各项指标进行检测，传感器将检测的结果送入PLC 中，由PLC将其与设定值进行比较，再发出相应的指令驱动电机﹑卷帘等设备运行或停止来调节室内的温度、湿度，从而达到智能化，自动化控制的目的。使用step7及wincc flexible实现上下位连调，详细的介绍系统的特点，组成，硬件设计及软件设计等问题。

关键词：蔬菜大棚；PLC；温湿度控制

Abstract

Greenhouse for the people now is a very familiar noun, because now we live in a lot of flowers, vegetables, fruit which from greenhouse shelter of planting out. How to use automatic detection and automatic control system of effective control of greenhouse trellis inside, in order to improve the environmental factor trellis environment control precision of the greenhouse effect and has become the greenhouse industry research in China at present. This design USES the Siemens s7-300 PLC to realize the automation control greenhouse trellis. Temperature, humidity environment factors in the process of plants plays an important role in detecting the environmental factor, when considering the accuracy, the reaction speed, convenient device connected by such issues, will the temperature sensor,humidity sensors detect the indicators of environment, the sensor will test results by PLC sent PLC compare it with setting, then sends out the corresponding order-driven heating element,, the fan, ventilation window, filling light equipment, sunshade shade equipment operation or stop to adjust indoor temperature, light, humidity, so as to achieve the purpose of intelligent, automation control. Discuss PLC control system application in plants greenhouse canopy, Use the step7 and wincc flexible to achieve the upper and lower sandhi detailed introduces the characteristics of the system, the composition, the hardware design and software design.

Keywords: Vegetables greenhouse；PLC system；Temperature and humidity control

目录

摘要.................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................. I I 第一章绪论. (1)

1.1 课题背景及研究意义 (1)

1.2国内外温室控制技术发展概况 (2)

1.3 选题的目的和意义 (3)

第二章系统的整体设计方案 (4)

2.1系统的设计任务 (4)

2.2 控制系统核心部件的选择 (4)

2.2.1 通讯方式简介 (4)

2.2.2 温室控制系统硬件配置 (5)

2.3．控制方案 (6)

2.4.系统工作原理 (7)

第三章硬件系统的研究与设计 (8)

3.1 PLC的选型 (8)

3.1.1 I/O地址分配 (9)

3.1.2 接线图 (11)

3.2 传感器的选型 (12)

3.2.1温度传感器 (12)

3.2.3 空气湿度传感器 (14)

3.3 电磁阀的选型 (14)

3.4低压控制器件选型 (15)

3.5主回路及控制回路的设计 (21)

3.5.1 系统主电路设计 (21)

3.5.2 控制回路设计 (22)

3.6 就地控制箱设计 (24)

第四章、软件系统的研究与设计 (25)

4.1 STEP7软件编程简介 (25)

4.1.1 软件简介 (25)

4.1.2软件运行 (27)

4.1.3 主要功能块简介 (28)

4.2系统流程图 (29)

4.2.1 主程序流程图 (29)

4.2.2 温度子程序 (29)

4.2.3 湿度子程序 (30)

4.2.4 故障报警子程序 (32)

第五章控制系统监控界面设计 (34)

5.1 上位软件 (34)

5.2 通讯连接 (34)

5.3 人机界面 (35)

结论 (37)

致谢 (38)

参考文献 (39)

外文翻译 (40)

附录一：程序梯形图 (1)

第一章绪论

1.1 课题背景及研究意义

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。当前农业温室大棚大多是中、小规模，要在大棚内引人自动化控制系统，改变全部人工管理的方式，就要考虑系统的成本，因此，针对这种状况，结合郊区农户的需要，设计了一套低成本的温湿度自动控制系统。该系统采用传感器技术和PLC相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用MPI网络进行通讯，实现温室大棚自动化控制。

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。

1.2国内外温室控制技术发展概况

温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。

从国内外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段:

（1）手动控制。

这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反应是最直接、最迅速且是最有效的，它符合

传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。

（2）自动控制。

这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比较，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反应，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大部分自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。

（3）智能化控制。

这是在温室自动控制技术和生产实践的基础上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的发展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向发展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势发展。

1.3 选题的目的和意义

大棚是蔬菜栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类作物对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，，最终将会给我们带来巨大的经济效益。随着现代科技的发展，电子计算机已用于控制温室环境。该系统可自动控制浇水、降温。根据需要，通过按键将温度信息输入wincc flexible，根据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。本文将使用PLC与上位机结合对温度及湿度控制的基本原理实例化，利用现有资源设计一个实时控制温室大棚温度、湿度等的控制系统。目的是通过这次毕业设计，让我们将课本知识与实践相结合，更加深刻的理解自动控制的运作模式及意义，也能够将所学知识和技能更多的运用于生活和工作中，学以致用。

第二章系统的整体设计方案

2.1系统的设计任务

植物温室大棚的作用是改变植物的生长因子，从而避免四季的气候变化和恶劣气候对植物生长的不良影响，为植物提供一个良好的生长环境，在温室大棚中，一般利用一些采光性较好和钢铁，还有遮阳性的材料作为主要结构材料。它可以培养不适应在该季节下生长的植物，对农作物的生长因子进行调节，促进植物的生长发育，防止病虫害，以达到增加产量的目的。温室中的温度，光照，湿度，CO2浓度，土壤酸碱度等因素对植物的生长起着重要作用，本设计主要研究温室控制的主要对象是温度，湿度，应用温度传感器，湿度传感器对各环境因子进行检测。温度的调节主要通过卷帘的动作进行解决，湿度则由水泵电机的灌溉系统进行补偿，网络监控设备选用普通PC，现场装备了控制箱作为现场监控装置。

被控对象为10个蔬菜大棚的温湿度控制，每个大棚内有一个15Kw水泵电机和10Kw的卷帘电机（水泵电机与卷帘电机可以实现就地控制，也可以实现远程计算机控制）。温度控制精度为：±0.5℃，土壤湿度控制精度为：±5%。可以加入空气湿度控制，其精度为：3%RH（需要加入喷雾控制）。尝试构建该系统的分布式控制结构,保证各子系统的相对独立性,使系统具有可靠性高，拓展性强的特点。

2.2 控制系统核心部件的选择

2.2.1 通讯方式简介

MPI网络是是基于MPI（Multiplant Interface）多点接口协议的通信网络，当通信速率要求不高、通信数据量不大时一种简单经济的通信方式。MPI通信主要的优点是CPU可以同时与多个设备建立通信联系，即编程器/上位机、HMI设备和其他的PLC可以连接在一起并同时运行。每个控制点是同级的，对每个大棚的PLC赋予不同的地址，都由上位机来控制。相对于其它总线网络结构，它更简单、更经济。由于西门子PLC S7-200/300/400 CPU上的RS485接口不仅是编程接口，同时也是一个MPI的通信接口，所以在没有额外硬件投资的状况下，可以实现PG/OP、全局数据通信以及少量数据交换的S7通信等通信功能，其网络节点通常包括S7 PLC、TP/OP、PG/PC、ET200S 以及RS485中继器等网络元器件。MPI网络最多可以连接32个节点。

MPI网络的通信速率为19.2Kbit/s-12Mbit/s，通常默认设置为187.5Kbit/s，只有能够设置为PROFIBUS 接口的MPI 网络才支持最大的12Mbit/s 的通信速率。。普通PC 需要通过MPI/PROFIBUS通信卡（如CP5512/CP5611/CP5613等）联入MPI网络，其中CP5611和CP5613用于台式电脑，后者带网络诊断功能，但价格相对较高。

2.2.2 温室控制系统硬件配置

在工业自动控制系统中，单片机控制与PLC控制是最常用的自动控制系统，但与单片机相比，PLC具有极高的可靠性、灵活性、编程相对简单、扩展模块丰富等等优点，能够广泛应用到实际生产中。由德国SIEMENS系列产品产品具有功能强大，可靠灵活，实用性强等特点。从系统的整体性出发，考虑到经济性、适用性、功能性等各方面原因，我们选用西门子公司的产品，以最优的性能/价格比进行系统配置。本系统可以实现各个子系统的单独调用，通过通讯网络由总控制室统一管理，便于实现多路控制。

S7-300系列的PLC是一种中等PLC系统，其功能非常强大，针对中小型自控应用，是面向生产制造领域的最佳系统解决方案。

1）功能强，性能价格比高

2）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

3）可靠性高，抗干扰能力强

4）系统的设计、安装、调试工作量少

5）编程方法简单

梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似，梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。

6）维修工作量少，维修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。

7）体积小，能耗低

对于复杂的控制系统，使用PLC后，可以减少大量的中间继电器和时间继电器。

8)与时俱变，能实现网络通讯

PLC可以与电脑及智能仪表等通过通信联网，实现分散控制，集中管理。并能实现地显示出当前机械设备的工作状态和工作流程，对生产管理和现场维修带来极大的方便。

9）提升产品技术含量，增加产品形象！

10）对未来机械升级很方便

高效率的组态和编程，基于世界标准的STEP 7 更高的可用性，基于强大的集成的诊断功能，高效的处理速度可极大的缩短设备的循环时间，节省空间，模块化设计，没有槽位规则。基于以上优点本设计采用S7-300系列的PLC。

本系统选用SIMATIC S7-300 系列PLC作为现场控制设备，因为该系列PLC具有较高的性价比，且具有强大的网络通信功能。同时配置了空气温度传感器﹑土壤湿度传感器用于检测温室内环境变量；装备了水泵﹑卷帘等设备，用于改变温室内各环境变量的数值；网络监控设备选用普通PC，现场装备了控制箱作为现场监控装置。

2.3．控制方案

植物的生长是在一定环境中进行的,在生长过程中受到环境中各种因素的影响,其中对植物生长影响最大的是温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大,对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对植物的生长进行合理的控制,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此,本系统就是利用PLC作为控制器，采用传感器对温室温度、温度等环境因素进行巡回测量，并将结果送到PLC中，由PLC对结果进行处理，然后调控各设备对环境因子进行补偿。现场可采用现场控制箱控制，PC通过MPI网络实现远程监控。其硬件连接方式如下：

图2.1硬件连接方式示意图

2.4.系统工作原理

系统由温度传感器，湿度传感器，PLC系统，加温设备，加湿设备，通风设备等几个部份组成。系统的工作过程如图所示：

图2.2 系统的工作过程

该温室控制系统是利用PLC模块将湿度传感器，温度传感器采集的有关参数转换成数字信号，并且把采集的参数与已设定的值进行比较，再经过PLC的比较后，给出相应的的控制信号对执行机构进行控制。在此系统中还可以通过串口的形式与PC机相连，从而实现实时数据的管理与存储，以后植物生长的研究带来宝贵资料。传感器把生物有关的环境因子（湿度，温度）参数转换成为电信号，其中温度传感器的输出电压对应一个温度，并且具有测量精度高，测量范围广，构造简单，价格低廉等特点，可以把-10℃～100℃的温度转换成0～5V的电压，在湿度传感器测量中可以将相对湿度0%～100%的相对湿度转换成0～5V的电压信号。温室控制执行机构包括卷帘﹑水泵、电磁阀等。系统开始工作时，PLC通过温度传感器，湿度传感器来检测温室内的温度，湿度与设计值相比较，如果温度，湿度超出设定值上下限值，PLC就会输出指令，控制动作相应的执行设备。相反，如果测量值在设定值范围内则发出指令停止相应的设备。

第三章硬件系统的研究与设计

3.1 PLC的选型

系统选用西门子公司的S7-300 PLC实现集中监控。根据系统控制要求并考虑留有

一定的裕量，PLC由电源模块PS307﹑CPU模块CPU313c-2DP﹑I/O模块（1块模拟量输入SM 331)组成，具体硬件配置如下：

1.电源模块PS307：输入电压为220V AC，输出电压为24V DC，输出电流为5A，向其他PLC模块供电。

PLC内部的电源可分为：内部——开关稳压电源，供内部电路使用；大多数机型还可

以向外提供DC24V稳压电源，为现场的开关信号、外部传感器

供电。

外部——可用一般工业电源，并备有锂电池（备用电池），使

外部电源故障时内部重要数据不致丢失。

西门子PLC有多种24-VDC 电源模块可用于S7-300 PLC 和传感器/执行器。

本次设计中考虑到带负载能力等电源选择5 A 电源模块6ES7 307-1EA00-0AA0即可，其属性如下：

输出电流为5 A

输出电压为24 VDC；短路和断路保护

与单相交流电源连接（额定输入电压120/230 VAC，50/60 Hz）

安全隔离符合EN 60 950

可用作负载电源

2.CPU模块

CPU——是PLC的核心部分。与通用微机CPU一样，CPU在PC系统中的作用类似于人体的神经中枢。其功能：

（1）用扫描方式（后面介绍）接收现场输入装置的状态或数据，并存入输入映象寄存器或数据寄存器；

（2）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据；

（3）诊断电源和PC内部电路的工作状态及编程过程中的语法错误；

（4）在PC进入运行状态后：

a）执行用户程序——产生相应的控制信号（从用户程序存储器中逐

条读取指令，经命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去

启闭有关的控制电路）

b）进行数据处理——分时、分渠道地执行数据存取、传送、组合、比较、变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算任务

c）更新输出状态——输出实施控制（根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，再由输入映象寄存器或数据寄存器的

内容，实现输出控制、制表、打印、数据通讯等）

本次设计大棚温湿度控制系统中输入输出IO点数由紧凑型PLC支持足以，并且由方案论证中可知PLC选择的是西门子公司的S7-300系列，考虑到价格、存储、通信方式等，CPU型号选择为313C-2DP型，带集成数字量输入/输出和一个MPI接口和一个DP 接口的紧凑型CPU，带有与过程相关的功能，可以完成具有特殊功能的任务和连接单独的I/O设备，32kBRAM，24VDC电源，内置16DI/16DO。

3.I/O模块

PLC系统的输入信号包括各个大棚的温度及湿度信号﹑电机启动停止信号﹑自动手动转换开关信号﹑现场远程转换开关信号。温湿度模拟量信号用模拟量输入模块SM 331来扩展。由输入点数以及考虑到10%-20%的冗余，扩展模块选择为模拟量输入模块SM 331; AI 8 x 16 位；(6ES7 331-7NF10-0AB0)，其属性为：? 4 个通道组中的8 点输入

?测量值精度 = 15 位 + 符号（独立于积分时间）

?每个通道组的可选测量方法：

–电压

–电流

?用户定义的测量范围设置和每个通道组的过滤/刷新率

?可编程诊断

?可编程诊断中断

?带限制值监视功能的2 个通道

?超限时的可编程中断

?与背板总线接口电气隔离

?通道间的允许CMV：最大50 VDC

3.1.1 I/O地址分配

由系统设计需要输入信号有启动、停止、温度传感器、空气湿度传感器、土壤湿度传感器等；输出信号被控对象有卷帘电机、水泵电机、电磁阀、报警装置等，其I/O

地址分配表如下：

3.1.2 接线图

（1）由PLC地址分配列表可以得到CPU接线方式，其接线图如图所示：

图3.1 CPU模块接线图

PLC主体模块接线如图三所示。PLC的输出触点负载能力偏低，如果直接带动电机等负载，输出触点容易损坏，故采用中间继电器作为中间元件，间接控制电机的启停及正反转。由中间继电器触点控制交流接触器，交流接触器作为控制元件来控制电机启停和正反转。

（2）温、湿度传感器与PLC扩展模块SM331的接口电路

图3.2 模拟量模块接线

3.2 传感器的选型

本系统设计了对与作物生长发育有关的环境温度、土壤湿度等参数进行采集的功能，实现温室大棚内各种参数的数据采集任务，传感器负责对温室环境因子的采集，将采集信转换为0-5伏的电压信号，送入PLC，供PLC使用，而使用的各类传感器，分别介绍如下：

3.2.1温度传感器

温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。温度传感器的市场超过了其它的传感器。温度传感器主要四种类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟量输出和数字量输出两种类型。在温度传感器的选择上余地比较大，在此选用PH-QW 大气温度传感器,PH-QW大气温度传感器采用光刻铂

电阻作为感应部件，感应部件位于杆头部，外有一层滤膜保护膜可配专用的防辐射罩，保护传感器免受太阳辐射和雨淋。

技术指标：

·测量范围：-50～+100℃

·分辨率：0.1℃

·准确度：±0.2℃

·供电电源：2.5V（标配）、5V、12V、24V

·输出形式：a: 0-5VDC;

b: 4～20mA;

c: RS232/RS485网络通讯

特点：精度高、低漂移、响应速度快、体积小、安装方便、性能稳定、使用寿命长、抗干扰能力强

土壤湿度传感器

湿度传感器分为空气湿度传感器和土壤湿度传感器两种。温室的湿度如果能控制在一定范围内，则可以大大降低双霉病、炭霉病及疫害病的发病率。

土壤湿度度能够适当的控制在植物生长范围内的话，可以提高植物的生长，防止植物根部腐烂，节约用水等。水分是决定土壤介电常数的主要因素，测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量，与土壤本身的机理无关，是目前国际上最流行的土壤水分测量方发法。在此选用PH-TS 土壤湿度传感器，PH-TS土壤湿度传感器是一款高精度、高灵敏度的测量土壤水分的传感器。

性能指标

测量参数：土壤容积含水量

·单位：%（m3/m3）

·量程：0～100%（m3/m3）

·精度：0～50%（m3/m3）范围内为±2%（m3/m3）

·分辨率：0.1%（m3/m3 ）

·测量区域：

90%的影响在围绕中央探针的直径3cm、长为6cm的圆柱体内

·稳定时间：通电后约1秒

·响应时间：响应在1秒内进入稳态过程

·工作电压：电流输出为12V—24V DC,电压输出为5V DC ·工作电流：50～70mA，典型值50 mA

·输出形式：a: 0-5VDC;

b: 0～20mA;

c: RS232/RS485网络通讯

·密封材料：ABS工程塑料

·探针材料：不锈钢或铜

·电缆长度：标准长度5m

·遥测距离：小于1000米

3.2.3 空气湿度传感器

空气湿度传感器选用PH-QS大气湿度传感器，可用来测量空气湿度，感应部件采用高分子薄膜湿敏电容，位于杆头部，这种具有感湿特性的电介质其介电常数随相对湿度而变化。

技术参数

测量范围：0～100%RH

输出范围：0～100%RH 0～5VDC

分辨率：0.1%RH

准确度：±3%RH（T>0℃）±5%（T≤0℃）

稳定性：<1%RH/年

供电电源：DC5V、DC12V、DC24V可选

输出形式：1、电流：4-20mA

2、电压: 0-5VDC；

3、RS232/RS485网络通讯；

4、TTL电平：频率和脉宽两种。

工作环境：温度-40℃～50℃

湿度≤100%RH

稳定性：<1%RH/年

产品重量：传感器140g，带变送器550g

负载能力：电流型输出阻抗≤250Ω

电压型输出阻抗≥1KΩ

产品功耗：6mW（电压型）

3.3 电磁阀的选型

电磁阀是用来控制液体的方向的自动化基础元件，属于执行器；通常用于机械控

基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计

基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)

3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)

毕业设计-温度控制系统-开题报告-文献综述

燕山大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：温度传感与温度过程控制研究 学院（系）：里仁学院电气工程系 年级专业：07仪表2班 学生姓名：饶佳新 指导教师：程淑红 完成日期：2011.3.15

一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.国内外研究动态 温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。温度控制器是一种温度控制装置，它根据用户所需温度与设定温度之差值来控制加热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。近百年来，温度控制器的发展大致经历了以下阶段： (1)模拟、集成机械式温度控制器； (2) 电子式智能温度控制器。目前，国际上新型温度控制器正从模拟式向数字式、电子式由集成化向智能化、网络化的方向发展。 现今基于单片机的温度控制系统在生产、安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近年来，国内基于单片机的温度控制系统在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长，进入21世纪后，智能的温控系统正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温控器和网络温控器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。但是比起国外，我们仍处于起步晚，高度低，技术创新能力薄弱的状况，技术密集型产品明显落后于发达工业国家，自主研发产品少，缺乏核心技术是硬伤。就单片而言，以欧美和日韩的技术最为成熟，他们几乎霸占了智能市场，并制定了相关的行业标准，在技术方面不断的革新使产品不断的更新换代，使之功能、精度、安全性等都不断得到新的提升。在这方面我们做的还远远不够，与发达国家的差距还很大。我们在研究新技术的同时还要加强产业结构的调整，在产品的科技含量上下功夫，不断地提高产品的科技附加值，使产品向着更加智能化、的方向发展，努力缩小同发达国家之间的差距。 2.选题的依据和意义 在人类的生活环境中，温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度有着密切的联系，在冶金、化工、建材、

基于单片机的智能仓库温湿度控制系统

第一章引言 1.1 课题背景 在现代工业现场，随着科技的进步和自动化发展，温、湿度监测系统在某些行业中要求越来越高，特别是在大中型仓库管理系统中，由于温湿度过高或过低引起的仓库储藏物本身的水分过高或连续的高湿天气将导致储藏物新陈代谢加快而放出热量，放热引起的温升又是代谢进一步加剧以至发霉变质，因此仓库必须重视对空气温湿度精确的而又方便的实时监测，长期以来，由于受经济条件限制，我国仓库环境较差，而且管理落后。 仓库管理的重点之一就是要合理布置测温点，经常检查温度变化，以便及时发现储藏物发热点，减少损失。然而，堆积物的热传递又是那样的缓慢，使人感知极差，需要管理人员经常进入闷热、呛人的仓库内观察温、湿度，不断进行翻仓、加湿、通风和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。这种繁重的体力劳动，不仅对人体有极大的伤害，而且不科学、不及时。所以，仓库储藏物虫蛀、霉变的情况时有发生。 我国的储藏物现均集中存放在地方或国家的仓库中。按照国家储藏物保护法，必须定期抽样检查粮食的温、湿度，以确保储藏质量。这就迫切需要温湿度监控系统来控制仓库。 本课题即以上述问题为出发点，设计仓库温、湿度监控系统，该系统不仅能采集仓库内的温、湿度值，而且能够迅速做出相应的处理，并将数据及处理结果显示给用户，并储存数据以方便以后的对比研究。 1.2 仓库温、湿度控制技术的国内外研究状况 近年来，由于超大规模集成电路技术、网络通信技术和计算机技术的发展，是监控系统在工农业生产等领域得到广泛引用，因此，仓库温、湿度监控技术的研究在软、硬件等方面都得到了一定的发展。 1.2.1 硬件技术 早期仓库温湿度检测主要采用温度计量算法，它是将温度计放入特定的插杆中，根据经验插入仓库的多个测温点，工作人员定期拔出读数，决定采取相应的措施。这种方法由于温度计精度、人工读数的人为因素等原因，温度检测不仅速度慢而且精度低，抽样不彻底，局部粮食温度过高不易被及时发现，局部粮食发霉变质引起大面积坏掉的情况时有发生。 随着科技的发展，温、湿度检测系统有了很大的改善和提高，系统在布线上采用矩阵式布线技术，简化了数据采集部分的线路；在传感器方面应用了热电偶、半导体等器件；在数据传输方面减少了传输线的根数，采用串行传输方式，他可对仓库的各个测试点进

【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

1智能温室大棚系统-需求分析说明书

智能温室大棚系统
软件需求分析说明书
小组成员：物联网 12001 12111800102 梁树强 物联网 12001 12111800103 于吉满 物联网 12001 12111800104 卜浩圻

目录 1.软件介绍................................................................................................................................ 3 2. 软件面向的用户群体 ......................................................................................................... 3 3. 软件应当遵循的标准或规范 ............................................................................................. 3 4.软件范围................................................................................................................................ 3 5. 软件中的角色 ..................................................................................................................... 3 6. 软件的功能性需求 ............................................................................................................. 4 6.0 功能性需求分析 ......................................................................................................... 4 6.0.1 管理员功能性需求分类 .................................................................................. 4 6.0.2 用户功能性需求分类 ...................................................................................... 4 6.1 系统管理员功能细化 ................................................................................................ 5 6.2 用户功能细化 ............................................................................................................ 6 7.系统功能模块用例图 ......................................................................................................... 10 7.1 系统管理员功能模块用例图 ................................................................................... 10 7.2 用户功能模块用例图 ............................................................................................... 11 8.软件的非功能性需求 ......................................................................................................... 13 8.1 用户界面需求 .......................................................................................................... 13 8.2 软硬件环境需求 ...................................................................................................... 13 8.3 软件质量需求 .......................................................................................................... 13 9.参考文献 ............................................................................................................................. 13

农业温室大棚智能控制系统详解

随着温室大棚近年来的发展，农业智能温室大棚控制系统也被广泛的应用，该监控系统充分应用现代信息技术，集成软件、物联网技术、音视频技术、智能控制、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现大棚控制各关键环节的信息化、标准化，是云计算、物联网、地理信息系统等多种信息技术在大棚控制中综合、的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。 【温室大棚控制系统作用】 （农业温室大棚智能控制系统构架-图例） 农业智能温室大棚控制系统可以实时远程获取温室大棚内部的空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度、光照强度及视频图像、通过模型分析，自动控制温室湿帘风机、喷淋灌溉、内外遮阳、顶窗侧窗、加温补光等设备。同时，系统还可以通过手机、计算机等信息终端向管理者发送实时监测信息、

报警信息，以实现温室大棚智能化远程管理，充分发挥物联网技术在设施农业生产中的作用，保证温室大棚内环境适宜作物生长，实现精细化的管理，为作物的高产、生态、安全创造条件，帮助客户提率、降低成本、增加收益。 【温室大棚控制系统组成部分】 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 一、智能控制 通过控制系统，可以对农业生产区域内各种设备运行条件进行设定，当传感器采集的实时数据结果超出设定的阈值时，系统会自动通过继电器控制设备或模拟输出模块对温室大棚自动化设备进行控制操作，如自动喷洒系统、自动换气系统等，确保温室内为植物生长适宜环境。 常用的现场设备包括灌溉设备、风机、水帘、遮阳板等，这些设备均可以通过信号线进行控制，服务

器发送的指令被转化成控制信号后即可实现远程启动/关闭现场设备的运转。 用户通过点击界面上的按钮即可完成启动/关闭现场设备的指令发送。 除了手工进行指令的发送之外，系统还能够根据检测到的环境指标进行自动控制现场设备的启动/关闭。用户可以自定义温湿度、光照、CO2浓度等指标的上限值、下限值，并定义当指标超过上限或者下限时，现场设备如何响应（启动/关闭）；此外，用户可以设置触发后的设备工作时间。 建立手机系统，客户直接采用微信客户端就可以控制和查看实时数据，手机端具有手动启动、关闭电磁阀，水泵等设备功能。 二、视频监控 （农业温室大棚智能控制系统-图例） 通过在农业生产区域内安装高清摄像机置，对包括种植作物的生长情况、投入品使用情况、病虫害状况情况进行实时视频监控，实现现场无人职守情况下，种植者对作物生长状况的远程在线监控，农业专家远程在线病虫害作物图像信息获取，质量监督检验检疫部门及上主管部门对生产过程的有效监督和及时干预，以及信息技术管理人员对现场数据信息和图像信息的获取、备份和分析处理。

温度控制系统毕业设计

摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could

房间温湿度控制系统定稿 (2)汇总

第六届大学生电子设计竞赛初赛房间温湿度控制系统 参赛学院：电气与信息工程学院 指导老师： 参赛队员及学号：任吉龙 2011302516 项敏剑 2011302523 钱调整 2011302518

目录 摘要 (1) 引言 (2) 一、方案设计 (2) 二、方案选择 (2) 2.1传感器选择方案 (2) 2.2显示器选择方案 (3) 2.3 单片机主芯片选择方案 (3) 三、详细说明及参数计算 (4) 3.1 硬件部分 (4) 3.1.1硬件设计 (5) 3.1.2控制系统 (5) 3.1.3测量部分 (6) 3.1.4显示部分 (8) 3.1.5控制部分 (10) 3.2 软件部分 (11) 四、其它功能拓展 (12) 4.1 房间灯光控制和调整 (12) 4.2 室内空气净化控制 (13) 4.3 其它拓展 (13) 五、结论 (13) 六、附件 (14)

房间温湿度控制系统（E题） 摘要 本设计为基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温湿度传感器DHT11，主要实现对温度、湿度的控制，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用字符型LCD1602液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低。 关键词温湿度 DHT11 单片机 STC89C52 控制

引言 温湿度与人类的生活有着密切的关系。室内的温度、湿度不但对人体健康有影响，而且对物品的存放也有影响。室内温度、湿度过高，会使衣服发霉、虫蛀，各种食品发霉变质。因此，应该经常注意调整，使室内保持适宜的温度和湿度。 因此我们需要一种造价低廉、使用方便且计算精确的温湿度控制仪器。利用单片机对温、湿度控制，具有控温、湿精度高、功能强、体积小、价格低，简单灵活等优点。我们可以通过基于单片机的温湿度检测控制系统，采用模块化、层次化设计。用新型的智能温湿度传感器，主要实现对温度、湿度的控制，将温度湿度信号通过传感器进行信号的采集并转换成数字信号，再运用单片机进行数据的分析和处理，为显示提供信号，显示部分采用液晶显示器显示所测温度和湿度值，控制部分采用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低。本设计思路要求系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。 一、方案设计 设计思路 设计控制器使用单片机STC89C52，数字温湿度传感器使用DHT11，用LCD1602液晶屏实现温湿度显示,用加湿设备、除湿设备、加温设备、降温设备控制温湿度的高低，所以本设计能满足设计任务要求。基于单片机控制的数字温湿度控制系统，本系统属于多功能温湿度计，可以设置上下报警温湿度，当温湿度不在设置范围内时，可以报警并且进行控制。 二、方案选择 2.1传感器选择方案 方案一：选用DS18B20温度传感器作为温度检测模块。DS18B20是一线式数字温度传感器。具有独特的单线式接口方式。测量范围在—55℃~125℃，—10℃~85℃，误差范围在-\+0.5℃。最高精度可达0.0625℃。 HS1101是电容式湿度传感器。可测量相对湿度范围在0%~100%RH。误差为-\+2%RH。 方案二：选用DHT11作为设计的温湿度检测模块。DHT11是一款集成型的数字温湿度一体传感器。

蔬菜大棚温度控制系统设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 学生：万超群学号： 0909010208 专业：机电一体化技术 系（院）：机电与汽车工程系 毕业设计题目：蔬菜大棚温度控制系统设计 指导教师：钱丹浩职称：中级职称 年月日

开题报告填写要求 1．开题报告（含“文献综述”）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．开题报告容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）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．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目，学生写文献综述的参考文献应不少于5篇（不包括辞典、手册）； 4．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“2004年3月15日”或“2004-03-15”。

毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写1000字左右的文献综述： 文献综述 随着改革开放，特别是 90 年代以来，我国的温室大棚产业得到迅猛的发展，以蔬菜大棚、花卉为主植物栽培设施栽培在大江南北遍地开花，随着政府对城市蔬菜产业的不断投入，在乡镇蔬菜大棚产业被看作是 21 世纪最具活力的新产业之一。温室是蔬菜等植物在栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类的蔬菜对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，从而可以通过提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。国外对温室环境控制技术研究较早，始于 20 世纪 70 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 年代末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。 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，也就是说一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。单片机虽然小，但它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、存、部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。同时它也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片

温度测控仪设计-毕业设计

温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器

Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor .

蔬菜大棚智能自动控制系统的信息管理系统的系统设计

第1章绪论 选题目的和意义 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环节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量，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施已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试软件。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、高效能的重要环节。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。所以急需一种高效实时的监控设备，能实现大棚的实时监控，迅速了解大棚内的环境状态。 国内外相关研究综述 国外状况 世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业，温室内温

温湿度检测控制系统

1 前言 温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。 2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的围是-40℃～

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。

温室大棚智能控制系统

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 §2.2.3 DS18B20的管脚排列 §2.2.4 DS18B20的内部结构 §2.2.5 DS18B20的控制方法 §2.2.6 DS18B20的测温原理 §2.2.7 DS18B20的时序 §2.2.8 DS18B20使用中的注意事项 §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 §2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图 §2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明 §2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计 §2.4.1串行通信的分类 §2.4.2串行通信的制式

(完整版)基于51单片机智能温度控制器设计与实现毕业设计

题目基于51单片机智能温度控制器设计与实 现 本题目要求设计者以智能温度控制器为对象，完成硬件系 统和软件设计并实现其功能。 1.熟悉任务，分析课题要求，熟悉温度控制器的原理, 进行方案设计； 2.熟悉硬件设计技术基础、单片机应用系统设计要领， 根据本课题的特点选择相应器件； 3.搜集素材，优选素材，整理素材； 4.完成所硬件电路的装配和调试，编写程序实现其功 能； 5.撰写毕业设计论文。 6.参加毕业设计论文答辩。

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可

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学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和

蔬菜大棚自动化控制系统

蔬菜大棚智能控制系统 点击数：[129]更新时间：[2010-3-30] 蔬菜种植大棚智能控制系统是针对蔬菜大棚的控制要求配置的远程监控与管理系统，采用无线传感器技术，基于传统的蔬菜大棚生产工艺，提供一套更适合蔬菜大棚的，具有高可靠性、安全性、灵活性、可扩展性、易操作性的一套软硬件系统。时实监测蔬菜大棚内的温度、湿度、水槽水位、电动卷帘状态、水泵状态的采集（还可以采集土壤墒情、二氧化碳浓度等详细信息），以及对水泵、阀门的启停、电动卷帘、通风窗的开闭等控制，通过无线通讯方式与蔬菜大棚管理中心计算机联网，实时对各蔬菜大棚单位进行监管和控制。 系统结构 系统工程设备组成 计量仪表

测量温度、湿度、设备状态等数据，并把数据通过数据线传送给RTU。 RTU设备 数据的采集、运算、控制、存储、发送功能，温度、湿度的限值控制，异常报警等。 无线网络 GPRS/CDMA网络，实现数据的无线传输功能。 管理中心服务器 远程数据的接收、显示、查询、统计，报表打印，发布远程控制命令，日常业务和办公管理。 用户手机终端 用户通过自己的手机可以实时掌握蔬菜大棚的工作状态及下发命令控制设备。 农业自动化

农业自动化不仅包括计算机技术，还包括微电子技术、通信技术、光电技术等。自动化技术在现代农业中的应用主要有以下几个方面： ※在农业灌溉中的应用 我国农业灌溉用水量大，灌溉效率低下和用水浪费的问题普遍存在。在灌溉系统合理地推广自动化控制，不仅可以提高资源利用率，缓解水资源日趋紧张的矛盾，还可以增加农作物的产量，降低农产品的成本。 ◆系统组成 农业灌溉自动化系统包括水源工程（渠道，水库，井等），首部枢纽（水泵，动力机，肥料注入设备，过滤设备，智能灌溉系统等），输水管道及配套管件，灌水器（微喷头，滴灌头）等。 智能灌溉系统是农业灌溉自动化系统的核心部分。系统由中央监控级、首部控制级、灌溉控制级、控制模块、执行单元组成。 ◆系统功能 ﹡土壤湿度控制﹡灌溉水泵自动控制 ﹡田间气象监测﹡自动施肥功能 ﹡灌溉数据统计功能﹡设备故障保护和报警〕 ※在农产品保鲜库中的应用 将自动化控制系统应用于现代农产品保鲜库中，主要用于对温室环境的调控，包括通风控制、温度控制、湿度控制、气体成分控制等。 ◆系统组成 控制计算机、触摸屏：用于各种采集数据的显示、各现场设备（风机、加湿、加热电磁阀等）的远程控制、各数据报表的打印等。