智能大棚系统实训报告..docVIP

竞赛实训课程设计报告 系 别: 信息科学与电气工程学院 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 实践地点: 实验楼406 时 间: 2014年5月19日 至 2014年6月6日 摘要 随着科技的发展，以广泛应用现代科学技术为主要标志的用先进的科学技术和生产要素装备农业，实现农业生产机械化、电气化、信息化、生物化农业组织管理的现代化，实现农业生产专业化、社会化、区域化和企业化 第一节 引言 1 第二节 智能大棚系统功能及方案设计 1 2.1 设计要求 1 2.2 总体方案论证与比较 2 第三节 模块设计 2 3.1 直流电机驱动模块 2 3.2 土壤湿度检测模块 3 3.3 电源模块 3 3.4 卷帘机及光电传感器模块 4 第四节 程序设计流程图 5 4.1 单片机系统的组成 5 4.2 PWM调速的实现 5 4.3 温度显示及检测模块的实现 8 4.4 数码管显示模块的实现 10 4.5 光电传感模块的实现 10 4.6 系统分析 11 第五节 结论 12 附录 13  第一节 引言 随着科技的发展，以广泛应用现代科学技术为主要标志的用先进的科学技术和生产要素装备农业，实现农业生产机械化、电气化、信息化、生物化农业组织管理的现代化，实现农业生产专业化、社会化、区域化和企业化CPU。 智能大棚系统具有温度自动调节和湿度自动调节功能。可根据系统内温度通过卷帘模块卷起或放下保温帘，以维持系统内温度适宜，当光电传感器检测到停止信号时，卷帘机停止运动；土壤干湿度检测模块可通过多路信号对土壤的干湿度进行检测，通过控制系统与预先设定值进行比较，从而利用水泵进行灌溉，当土壤湿度达到设定值时，土壤湿度检测模块停止灌溉。卷帘系统采用直流电动机，满足不同负载的要求，实现均匀、平滑的无级调速；同时具有较大的启动力矩。供电模块采用220V交流电和直流稳压电源，为控制系统提供15V直流电。后续扩展模块包括：基于GSM的远距离控制模块、系统二氧化碳浓度监测模块等。 本智能大棚系统满足现代农业技术装备的要求具有广阔的市场和发展空间。 第二节 智能大棚系统功能及设计方案 2.1 设计要求 （1）设计任务 智能大棚系统内温度和湿度自动检测和调节。 （2）设计要求 1）根据系统内的实际温度比较设定的温度值实现保温帘拉起或放下，光电传感器检测到停止信号时，卷帘机停止运动，同时实时显示温度。 2）根据系统内土壤湿度和设定的湿度值比较实现自动灌溉。 2.2总体方案论证与比较 （1）控制系统 根据设计要求，我们认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。据此，拟定了以下方案并进行了综合论证，具体如下： 采用单片机作为整个系统的核心，用其控制系统内的各个变量，以实现其既定的性能指标。我们选定了ATMEL89C52RC单片机作为本设计的主控装置。 （2）直流电机驱动模块（L298N） 采用双H桥大功率驱动芯片。根据系统中电流、电压以及电动机在启动过程中的堵转、瞬时启动电流等参数，采用大功率的驱动芯片。同时，考虑到电机在实际运行过程中的稳定性，采用PWM无级调速。这种双极性脉冲调制方式具有很多优点，例如电流的连续；电机可在四象限运行；电机停止时有微振电流，起到了“动力润滑作用”，消除了正反相时的静摩擦死去；低速运行平稳性较好。采用PWM占空比调整电动机的电机转速，每一组PWM波用来控制一个电机的转速，另外的I/O口可以控制电机的正反转，控制比较简单，电路也较简单。 （3）土壤湿度检测模块 土壤湿度模块的关键是湿度传感器该模块利用AD转换装置土壤传感器的模拟信号转换为单片机可以识别的数字信号，并通过I2C总线（I2C（Inter－Integrated?Circuit）将该信号传送给单片机，单片机控制是否灌溉。它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε)，从而得到土壤容积含水量(θv)，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点 图1 L298N 图2 H桥驱动芯片 3.2土壤湿度检测模块 该模块利用AD转