基于单片机的智能温室控制系统的设计

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1、经验交流Ⅸ自动化技术与应用＊２００８年第２７卷第８期ＴｅｃｈｎｉｃａＩＣｏｒｒｌｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ８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

2、；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—０３Ｓｉｎｇｌｅ・－ｃｈｉｐＣｏｍｐｕｔｅｒ—・ＢａｓｅｄＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＧｒｅｅｎｈｏｕｓｅＣｏｎｔｒｏｌＳＵＮＫａｉ（ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅＯｆＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１５Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｔｈｅｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ．Ｉｔ

3、ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｈｅｈｏｓｔｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．Ｂｙｓｅｒｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｅｄｂｙＰ８９Ｃ５４ｉｓｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄａｔｒｅａｌ—ｔｉｍｅｔｏＰＣａｎｄｉｓｄｉｓｐｌａｙｅｄ，ｓａｖｅｄａｎｄｐｒｉｎｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｉｇｎａｌｓａｒｅａｌｓｏｐｒｏｃｅｓｓｅｄｂｙｔｈｅＰ８９Ｃ５４ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒ，ａｎｄｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏ

4、ｆｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅｃａｎｋｅｅｐａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｇｒｅｅｎｈｏｕｓｅ：ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｈａｒｄｗａｒｅ；ｓｏｆｔｗａｒｅｌ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

5、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

6、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：２００８—０４—０７万方数据《自动化技术与应用》２００８年第２７卷第８期经验交流ＴｅｃｈｎｉｃａＩＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ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

7、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传感器ＧＳ一１６０实现，该传感器测量精度高、线性度好

8、，测量范围０一１００ＰＰＭ，测量精度为士３ＰＰＭ。来的数据，及时在线地用动态数据、曲线的方式显示起来，并储存３．２．２Ａ／Ｄ转换在相应的数据库中，—般可以保存—个生长季节的数据，对存储起来的数据，按研究需要，进行分析、统计，可显示、打印成表格或曲线或直方图，