基于单片机的温室大棚温度控制系统设计【文献综述】

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1、毕业设计文献综述题目：　　基于单片机的温室大棚温度控制系统设计　　专业：电子信息工程1前言部分温室又称暖房,能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。由于温室使农作物摆脱了地点、季节、气候变化等影响和限制，能有效的改善农业生态和生产条件，促进农业发展。因此，温室技术在世界范围内得到了广泛应用。温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。现代化温室中具有控制温湿度、光照等条件的设备，用电脑自动控制创造植物所需的最佳环境条件[1]。温室是设施农业的重要组

2、成部分,国外温室种植业的实践经验表明,提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性。应用于大棚种植的温度控制系统解决了长期以来困扰农民的问题，它的制作成本低廉，应用广泛。随着传感技术,计算机技术及通讯技术的迅猛发展,现代化温室信息自动采集及智能控制系统的开发已成为目前设施农业的一个研究热点。国内对温室环境控制技术研究起步较晚。自20世纪80年代以来，我国工程技术人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究。实践证明，单因子控制技术在保证作物获得最佳环境条件方面有一定的局限性。1

3、996年江苏理工大学研制出一套温室环境控制设备，能对营养液系统、温度、光照、二氧化碳施肥等进行综合控制，在一个150M2的温室内，实现了上述四个因子的综合控制，是目前国产化温室计算机控制系统较为典型的研究成果[2]。近年来，在国产化技术不断取得进展的同时，也加快了引进国外大型现代化温室设备和综合控制系统的进程。这些现代温室的引进，对促进我国温室计算机的应用与发展，无疑起到了非常积极的推动作用。可以看出我国温室设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。但是，大部分不够理想。在技术上，以单片机控制的单参数单回

4、路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与欧美等发达国家相比，存在较大差距，尚需深入研究。温度、湿度作为温室的重要因素，它们是非常重要的物理量，温度、湿度的控制已经广泛应用到人们的生产和生活中，人们一般使用温度计、湿度计来采集温度和湿度，通过人工通风、加湿、加热和降温设备来控制温湿度，这样不但控制精度非常低、实时性很差，而且需要大量劳动力。在某些行业中对温湿度的要求比较高，由于温度过低或过高引起的元器件失效或由于环境湿度过高而时常引起的事故，对系统的可靠运行造成影响，甚至危及到操作人员及系统局部的安全[2]。所以实施对温度的监控也日显重要。

5、本课题只要采用51单片机对蔬菜大棚中温度、湿度的数据进行采集、测量和控制。2主题部分在社会生活中温度控制电路已经广泛的渗透到了各个领域,如汽车、家电、电力电子、材料等,平常用到的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标一般会有所不同,传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器工作时动作频繁,可能会因触点接触不良而影响正常工作[3]。目前，温度控制系统的结构主要是以单片机为主板的控制系统。一般以MCS51系列为基础。采用8位CPU，从数据采样到算法控制都是由单片机完成的。这种类型控制方式的优点是能够全局管理，操作简单，价格低廉，缺点是布线复杂，可靠性差

6、，故障率高；且信号的输入、输出一般为模拟量，自动化程度低。由于温室控制环境噪音大、环境恶劣，单一的CPU控制系统难以达到预期效果。此外，还有基于IPC的温室控制系统，它配备了各种接口板，采集、控制和通信功能都由主机完成，能对温室各个参数进行有效的控制；基于PLC的温室控制系统，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体，具有控制能力强、操作方便、可靠性高、适宜长期工作等特点；集散型温室控制系统，由于他的PC机的管理功能被多台现场控制站共享，节省了成本，提高了设备利用率，有利于温室群控[3]。近年来，温控系统的发展趋向主要有以下几个:新型

7、PID参数自整定的温度控制，其算法采用简化临界比例度整定法,只需整定一个参数,不但提高了参数的整定效率,并且用编程的方法实现了在线参数自整定。这种系统的特点是其瞬态响应超调量非常小,有很强抗干扰能力,且振荡有足够大的阻尼,从而具有良好的选择性和灵敏度，使其效果得到了改善[4]。同时针对大功率二极管在应用中的技术困难,还提出带有开关的大电流双向输出模型和含PID调节器的双闭环控制[5]。神经网络的温度控制系统，由于外界干扰因素复杂以及其负载的变化,而PID控制只能精确的计算电参数的影响,而对于外界环境的变化只能做近似的估算,这样就影响到了控制精度。人

8、工神经网络以其非线映射,自组织,自学习和联想记忆等功能,可对复杂的非线性系统建模。该方法响应速度快,且有很强的抗干扰能力,