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传感器原理及工程应用设计（论文） 土壤温采集及调节 学生姓名：********* 指导教师：********* 所在学院：********* 专 业：电气工程及其自动化 中国·大庆 2008 年 6 月 目录 摘要 I ABSTRACT II 前言 IV 1 绪论 1 1.1温室控制系统 1 1.2 温度检测方法与相应的温度传感器 1 1.3 湿度传感器的分类及感湿特点 2 1.4 本设计的内容与具体功能 2 2 系统设计 3 2.1 控制方法选择 3 2.2 硬件设计 5 2.3 软件设计 15 2．4本章小结 20 结论 21 参考文献 21 致谢 22 附录1 程序清单 23 附录2 原理图 27 （文章章节没具体限制，但是主要包含内容系统的目的、意义、功能；系统总体上包括那些模块、各部分完成的功能；信号采集部分的整体设计，传感器型号的选择，传感器特性参数功能的介绍，传感器的原理和工作过程，而最重要的就是信号采集部分的整体设计，传感器型号的选择，传感器特性参数功能的介绍，传感器的原理和工作过程） 前言 土壤温湿度是农作物生长的重要环境条件,它不仅直接影响作物根系的生长发育和土壤微生物的活动 ,而且土壤温湿度的变化还可诱发土壤中水分的运动。人们需要对土壤温湿度加以控制 ,使之保持在一定范围之内。采用单片机来对土壤温湿度进行控制 ,不仅具有控制方便、简单、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。温室控制系统，通过对周围环境的温度，空气湿度的测量，输出LED显示，并通过单片机对测量的数据进行分析，输出信号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光、开灯照明、喷头及排风系统，并实现单片机控制板对参数进行控制。最终实现温室大棚的自动控制功能。具体功能：（1）检测和控制 8路温度和8路湿度 ; (2)通过键盘自动循环显示 1～8路的瞬时温湿度 ,并停留在显示任一检测点的瞬时温度值上 ,且使用数字键能修改温湿度设定值,可查询温湿度设定值等；（3）输出信号控制温室天窗和侧窗的开关、天棚遮光，开灯照明，喷头，排风系统。 在温室生产中,影响作物生长的气候因素主要是温度、湿度、光照和二氧化碳浓度,而作物的生长状态主要表现在光合作用和蒸腾作用的速度但是作物参数与环境因子之间的关系是非常复杂的。温室环境控制的目的是营造适合作物生长的环境,使作物能够部分或者全部克服外界气候环境和土壤因素的制约。为此,必须对作物生长的空气温度、空气相对湿度、二氧化碳浓度、营养液以及光照度等环境因子加以控制。温室系统是一个复杂(目标复杂、对象复杂、环境复杂)的大系统。 1 绪论 1.1温室控制系统 在温室生产中,影响作物生长的气候因素主要是温度、湿度、光照和二氧化碳浓度,而作物的生长状态主要表现在光合作用和蒸腾作用的速度但是作物参数与环境因子之间的关系是非常复杂的。温室环境控制的目的是营造适合作物生长的环境,使作物能够部分或者全部克服外界气候环境和土壤因素的制约。为此,必须对作物生长的空气温度、空气相对湿度、二氧化碳浓度、营养液以及光照度等环境因子加以控制。温室系统是一个复杂(目标复杂、对象复杂、环境复杂)的大系统。 3种类型：一、多通道数据采集控制系统，一般由工控机构成，可广泛用于实验室分析数据与处理等；二、分布式数据采集与控制系统，一般由直接数字控制机和监控计算机组成，每栋温室的直接数字控制由单片机或单板机实现，并可通过RS232接口与上位监控计算机进行通信，广泛应用于温室的群控；三、分布式智能数据采集与处理网络，一般采用总线拓扑结构，适用与大中型场、站的自动化管理。2 温度检测方法与相应的温度传感器 温度的检测方法有多种，常用的有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数 (如电阻值 ，热电势等 )的变化的原理。 电阻温度传感器：这种传感器以电阻作为温度敏感元件根据敏感材料不同又可分成热电阻式和热敏电阻式。热电阻式一般用金属材料制成,如铂、铜、镍等 。热敏电阻是以半导体材料制成的陶瓷器件,如锰、镍、钴等金属的氧化物与其它化合物按不同配比烧结而成。热敏电阻具有体积小、灵敏度高、反应速度快、分辩率高等优点,在各个领域广泛用作测温控温及温度补偿的敏感元件。热敏电阻温度传感器的缺点是线性度低、稳定性差。 热电偶温度传感器：热电偶测温是基于“热电动势效应”。所谓热电动势效应是指A、B两种不同的导体组成闭合回路,若两结点温度不同则在回路中产生电动势,形成热电流.若A、B两导体的结点(热端)温度为T,而另一端(冷端)温度为T0,则热电动势为： E(T,T0)=(T-T0)(lnNA/Nb)k/e 其中 k为波尔兹曼常数,e为