单片机的智能温室控制系统的设计.docVIP

经验交流  自动化技术与应用＊２ ００８年第２ ７卷第８期 ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｃｏｒｒｌｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ８  基于单片机的智能温室控制系统的设计 孙凯 （南京铁道职业技术学院，江苏南京２１００１５）  摘  要：为适应我同设施农业的要求，设计了以ＰＣ机为上位机，Ｐ８９Ｃ５４单片饥为下位饥的分布式监控系统。下位机把实时采集到的 数据传输到Ｅ位ＰＣ机，在上位ＰＣ机进行动态的显示、存储、打印和管理。同时，下位机把数据处理后输出控制信口Ｊ，驱动执 行机构。通过该系统的调节作用，使温车中环境参数处于设定的晟佳值，为农作物提供良好的生长环境。 关键词：智能温室；单片机；硬件；软件 中图分类号：ＴＰ３６８，ｌ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—７２４１（２００８）０８—０１０１—０３  Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ— Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＳＵＮ Ｋａｉ  （Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｏｆ  Ｒａｉｌｗａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ  ２１００１５ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ．Ｉｔ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｓｔ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．Ｂｙ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｂｙ Ｐ８９Ｃ５４ ｉｓ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ａｔ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｔｏ ＰＣ ａｎｄ ｉｓ ｄｉｓｐｌａｙｅｄ，ｓａｖｅｄ ａｎｄ ｐｒｉｎｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｉｇｎａｌｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｐ８９Ｃ５４ ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ ｃａｎ ｋｅｅｐ ａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ：ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｈａｒｄｗａｒｅ；ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｌ引言 设施农业是世界现代农业发展的主要方向之一，我国农业正 处于从传统也向高产、优质、高效为目的的现代化农业转化新阶 段，设施农业是我国今后比较长的时间内农业发展的一个主要方  ２系统组成及工作原理 本系统功能由硬件和软件两大部分协调完成，硬件部分主要 完成各种传感器信号的采集，转换、各种信息的显示等，软件主 要完成信号的处理及控制功能等。 向。现代大型温室中，室内的温度，湿度、Ｃ０２浓度，营养液养 分状况等所有环境因子的监测、传感、调节，都由计算机进行综 合管理，实行自动控制。 国内现有的大多数温室系统是从国外引进的，这些系统一 是价格昂贵，二是存在水土不服的问题。国内在温室的自动控制 与智能化方面进行了许多有价值的研究，但研制的温室环境调控 与生产管理设施未完善配套，较多温室环境监测与控制系统硬件 与软件依赖国外进口。因此，开发出符合中国国情的自动化温室 系统，才是解决问题的关键。 本课题的研究目标是开发一款基于单片机的温室控制系 统，能独立对各个温室模块进行控制。同时也可以和上位机进行 通信，接受上位机指令对各个模块进行控制，并把采集的数据传 给上位机。 图１智能温室系统结构图 系统原理结构框图如图１所示，它是一个小型的分布式数据 收稿日期：２０ ０ ８—０４—０ ７ 万方数据 《自动化技术与应用》２００８年第２７卷第８期  经验交流 ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  采集与控制系统，是由单片机为核心的下位机和ＰＣ机构成的上位 机组成的控制系统其中下位机又由相应的传感器∞温度传感器、 湿度传感器、Ｃ０２浓度传感器、光照度传感器等）、模拟量输入 输出通道、开关量输出通道所等部分组成。下位机既可以独立完 成各种信息的采集、预处理及存储任务，又可接受从上位机送来 的控制参数设置，启动增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设 备，从而按不同要求调控温室的微气候环境。上位机将下位机送  本系统中温度测量采用温度传感器ＰＴｌ００．１实现，该传感器 测量精度高、线性度好，测量范围一４０—４５０＂Ｃ，测量精度为士０．１ ℃。湿度测量采用湿度传感器ＨＳｌ５Ｗ—ＤＬ—Ｌ实现，测量范围Ｏ一 １００％ＲＨ。测量精度为士３％ＲＨ。光照测量采用光电池实现，测量 范围０—１００光照单位，测量精度为士３光照单位。二氧化碳测量采 用二氧化碳