现代大棚温室温湿度控制系统方案设计

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1、托普物联网开创智慧农业新时代！现代大棚温室温湿度控制系统方案设计介绍了一种以８９Ｃ５１单片机为核心的温湿度控制系统，实现了对温室内温度、湿度两项主要参数的自动检测及显示，由键盘输入两项参数的参考值，系统模糊逻辑控制相应炉、泵通断，调节室内温湿度，使其趋于参考值。系统结构简单、可靠性高，可解决实际应用中的问题。引言随着社会对于鲜花和热带苗木需求的不断增加，各种温室大棚的数量也在不断增加。这些温室大棚有的虽然安装有各种加热、加湿、通风和降温设备，但对于温湿度的测量和设备的操作大多还是由人工来完成的。当温室较大时，操作人员的劳动强度很大。本系统是针对国内目前温室大棚温

2、湿度管理而设计的，可完成对温室内温湿度的自动测量和调节，初步实现了温室大棚的自动化管理，大大降低了劳动强度。１ 系统结构设计１．１ 系统组成框图本系统以８９Ｃ５１为核心，结构图如图１所示。１．２ 系统监控过程（１）测试大棚内的瞬时温度及湿度并显示。（２）根据检测到的各参数与设定值的偏差以及偏差变化率对电炉、喷泵进行控制，实现对温室内温湿度的调节。托普物联网开创智慧农业新时代！（３）如果两项参数中有一项参数偏离给定值太多，系统将发出报警并反复检测参数且显示。（４）自诊断、自恢复及报警电路用于检测系统运行是否正常，如果出现异常则报警并使系统自动复位。２ 硬件子系统设

3、计从图１可看出，本系统以８９Ｃ５１单片机为核心，包括：数据采集电路、开关量输出通道、键盘显示器电路和自诊断自恢复报警电路。２．１ 数据采集电路数据采集及转换电路由ＡＤ５９０、运算放大器ＯＰ０７、ＡＤＣ０８０９等组成，如图２所示。由ＡＤ５９０采集的温湿度数据经ＡＤＣ０８０９转换为数字信号，送到单片机的特定单元，然后一部分送去显示，另一部分与设定值进行比较，通过ＰＩＤ控制算法获得控制量经单片机输出去电炉或者喷泵。２．２ 开关量输出通道接口本系统的开出通道共１０条，采用光电隔离技术分别控制三个电炉、三个喷灌泵和一个报警电路。２．３ 键盘显示器电路本系统采用３个七段ＬＥ

4、Ｄ显示器及１个八段ＬＥＤ显示器，八段显示器可以显示小数点儿。键盘、ＬＥＤ显示器放在一起，受８１５５芯片控制。键盘设置１２个键，键盘的列扫描线由Ａ 口提供，行扫描线由ＰＣ０ 、ＰＣ１ 、ＰＣ２提供，列扫描线从左到右的编号为０、１ 、２ 、３，行扫描线顺序从ＰＣ０～ＰＣ２，１２个键的编号为０，１，……，Ａ，Ｂ，两个高值键备用，１２个键的键值相应为０，１，……， ０ＡＨ，０ＢＨ。 ＬＥＤ显示器采用扫描显示方式。２．４自诊断自恢复电路因为系统总是循环运行的，每一次的循环时间是固定的，当诊断电路检测到系统运行超时就报警并自动复位。报警由程序控制蜂鸣器电路实现。托普物联网开

5、创智慧农业新时代！３ 控制策略的设计由于本系统所要控制的温室内温度、湿度参数只要求在某一范围内即可，所以并不需要严格要求各个参数的某一具体值。例如：目前本系统所应用的温室里，其技术指标如下：温度：给定值±３℃湿度：给定值±４％ＲＨ在控制温室内的两项参数时，可根据专家经验，采用模糊化方法，故本系统采用了模糊控制策略，这样即适应温室主人的工作经验，也可以节省能源。本系统在控制各参数时，都是通过调整三个同样的炉、泵来达到目的，这样不仅有效而且更加安全可靠。因为用单一炉、泵控制时，若发生故障，易造成影响收成的损失，而本控制方式大大降低了这种可能性。４ 结论本文提出的温湿

6、度控制系统经济、可靠、灵活、稳定而且易于维护和扩展，目前已经投入运行，且运行状况良好。表１和表２给出了从某使用本系统的温室现场采集的数据。附录—托普物联网简介托普物联网开创智慧农业新时代！托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配套设备，在农业物联网领域崭露头角！托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、

7、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。托普物联网三大系统产品我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和应用层。因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、应用系统（终端智能控制平台。）托普物联网模块化智能集成系统托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。2、终端模块：即终端智能控制系统。它可以完成整个园区或远程控

8、制异地园区进行自动灌溉、