大棚自动控制系统设计
蔬菜大棚智能自动控制系统的信息管理系统的系统设计样本
第1章绪论1.1 选题目和意义中华人民共和国农业发展必要走当代化农业这条道路,随着国民经济迅速增长,农业研究和应用技术越来越受到注重,特别是温室大棚已经成为高效农业一种重要构成某些。
当代化农业生产中重要环节就是对农业生产环境某些重要参数进行检测和控制。
例如:空气温度、湿度、二氧化碳含量、土壤含水量等。
在农业种植问题中,温室环境与生物生长、发育、能量互换密切有关,进行对监测数据分析,结合伙物生长发育规律,控制环境条件,使作物达到优质、高产、高效栽培目。
以蔬菜大棚为代体当代农业设施在当代化农业生产中发挥着巨大作用。
大棚内温度、湿度与二氧化碳含量等参量,直接关系到蔬菜和水果生长。
国外温室设施已经发展到比较完备限度,并形成了一定原则,但是价格非常昂贵,缺少与国内气候特点相适应测试软件。
而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量检测与控制都采用人工管理,这样不可避免有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端,容易导致不可弥补损失,成果不但大大增长了成本,挥霍了人力资源,并且很难达到预期效果。
因而,为了实现高效农业生产科学化并提高农业研究精确性,推动国内农业发展,必要大力发展农业设施与相应农业工程,科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳含量,使大棚内形成有助于蔬菜、水果生长环境,是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效能重要环节。
当前,随着蔬菜大棚迅速增多,人们对其性能规定也越来越高,特别是为了提高生产效率,对大棚自动化限度规定也越来越高。
因此急需一种高效实时监控设备,能实现大棚实时监控,迅速理解大棚内环境状态。
1.2 国内外有关研究综述1.2.1 国外状况世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化温室产业,温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控,从品种选取、栽培管理到采集收包装形成了一整套规范化技术体系。
美国是最早创造计算机国家,也将计算机应用于温室控制和管理最早、最多国家之一。
美国有发达设施栽培技术,综合环境控制技术水平非常高。
温室大棚自动控制系统设计说明书
温室大棚自动控制系统设计说明书一、引言温室大棚是一种用于农业生产的重要设施,它能够为作物提供稳定的生长环境,改善生产效率。
为了进一步提升温室大棚的管理水平和自动化程度,我们设计了一套温室大棚自动控制系统。
本文将对该系统的设计进行详细说明。
二、系统概述本系统旨在实现温室大棚内环境的自动监测和控制。
主要包括以下功能模块:1. 温度控制:通过温度传感器实时监测温室大棚内外温度,并根据设定的温度阈值自动调节温室大棚的通风和加热设备,以保持适宜的温度。
2. 湿度控制:利用湿度传感器监测温室大棚内外湿度,并通过控制喷水系统和通风设备,自动调节湿度水平,以满足作物的需求。
3. 光照控制:通过光照传感器实时检测温室大棚内外光照强度,并根据设定的光照阈值,自动控制灯光的开关以及遮阳网的卷取。
4. CO2浓度控制:利用CO2传感器监测温室大棚内CO2浓度,并通过控制通风设备和CO2供应系统,维持适宜的CO2浓度,促进光合作用。
三、硬件设计1. 传感器选择:根据温室大棚内环境监测需求,选择适当的温度传感器、湿度传感器、光照传感器和CO2传感器,并与控制器进行连接。
2. 控制器选择:选择一款功能强大、可靠稳定的控制器,用于接收传感器数据、进行数据处理和控制信号输出。
3. 执行器选择:根据温室大棚的需求,选择适当的通风设备、加热设备、喷水系统、灯光和CO2供应系统,并与控制器进行连接。
四、软件设计1. 数据采集:控制器通过与传感器的连接,实时采集温室大棚内环境的数据,包括温度、湿度、光照强度和CO2浓度。
2. 数据处理:通过对采集的数据进行处理,分析温室大棚内环境的变化趋势,判断当前是否需要进行调控。
3. 控制策略:制定合理的控制策略,根据设定的阈值和作物需求,自动调节通风、加热、喷水、灯光和CO2供应等设备的工作状态。
4. 用户界面:设计一个友好的用户界面,使操作人员能够方便地监控温室大棚内环境的数据,并进行手动控制。
大棚仓库温湿度自动控制系统的毕业设计
系统的应用场景和意义
应用场景:大棚仓库温湿度自动控制系统适用于农业大棚、食品仓库、 药品存储等需要精确控制温湿度的场所。
意义:该系统能够提高存储物品的品质和延长保质期,降低因温湿度失 控而产生的损失,提高生产效益和安全性。
系统的基本组成和原理
温湿度传感器: 实时监测大棚 仓库内的温湿
度数据
控制器:根据 传感器数据自 动调节温湿度
大棚仓库温湿度自动控 制系统的毕业设计
汇报人:
目录
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01
大棚仓库温湿度自动控制 系统的概述
02
大棚仓库温湿度自动控制 系统的硬件设计
03
大棚仓库温湿度自动控制 系统的软件设计
04
大棚仓库温湿度自动控制 系统的测试与验证
05
大棚仓库温湿度自动控制 系统的应用前景与展望
06
添加章节标题
大棚仓库温湿度 自动控制系面布局:简洁明了,操作方便 温湿度显示:实时更新,准确显示 控制功能:一键操作,快速响应 报警功能:及时提醒,保障安全
大棚仓库温湿度 自动控制系统的 测试与验证
测试环境的搭建
测试场地:选择一个适合大棚仓库 温湿度自动控制系统的场地进行测 试
测试网络:确保测试场地内的网络 连接稳定,以便实时传输数据
系统的定义和功能
系统的定义:大棚仓库 温湿度自动控制系统是 一种通过自动化技术对 大棚仓库内的温湿度进 行监测、调节和控制的 系统。
系统的功能:大棚仓库温 湿度自动控制系统具有实 时监测、数据记录、异常 报警、自动调节等功能, 能够有效地保证大棚仓库 内的温湿度环境,提高农 作物的生长质量和产量。
性能优化建议: 根据测试结果, 提出针对性的优 化建议,提高系 统的性能表现
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述随着科技的不断发展,智能化控制系统在农业领域的应用也越来越广泛。
特别是在蔬菜大棚种植领域,智能控制系统可以帮助农民实现精准浇灌、温度控制、光照管理等功能,大大提高了蔬菜生产的效率和质量。
本文将简要介绍基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计。
一、系统概述智能蔬菜大棚控制系统是一个基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动化系统,主要包括传感器、执行机构、控制器等组件。
系统通过实时监测环境参数(如温度、湿度、光照等),并根据农作物的生长需求,实现对大棚内环境的自动化控制,从而提高蔬菜的生长效率和质量。
二、系统设计1. 传感器智能蔬菜大棚控制系统中需要使用多种传感器,用于实时监测大棚内的温度、湿度、光照等参数。
常用的传感器包括温湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等。
这些传感器可以将采集到的环境数据反馈给PLC控制器,从而实现对大棚内环境的精准控制。
2. 执行机构智能蔬菜大棚控制系统中的执行机构包括灌溉设备、通风设备、遮阳网等。
这些执行机构可以根据PLC控制器的指令,实现自动化的浇水、通风、遮阳等操作。
比如在温度过高时,PLC控制器可以自动开启通风设备,以降低大棚内的温度;在光照不足时,可以自动展开遮阳网,保证植物的光照需求。
3. PLC控制器PLC控制器是整个智能蔬菜大棚控制系统的核心部件,负责实时监测传感器数据,制定相应的控制策略,并控制执行机构进行操作。
PLC控制器具有高稳定性、可靠性和扩展性,可以灵活应对不同的控制需求。
PLC控制器通过界面操作,可以方便地实现对系统的监控和调整。
三、系统功能智能蔬菜大棚控制系统的主要功能包括:1. 温度控制:根据实时的温度数据,自动控制通风设备的开启和关闭,保持大棚内的适宜温度;2. 湿度控制:根据实时的湿度数据,自动控制灌溉设备的启停,保持大棚内的适宜湿度;3. 光照管理:根据实时的光照数据,自动控制遮阳网的展开和收起,保证植物的光照需求;4. CO2浓度管理:根据CO2浓度数据,自动控制通风设备的开启和关闭,保持大棚内的CO2浓度在适宜范围;5. 安全监控:实时监测大棚内的环境参数,及时发现并处理异常情况,保障大棚内作物的安全生长。
毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统
毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统温室大棚自动控制系统是一种基于单片机的智能控制设备,旨在通过自动监测和调节环境参数,实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
本文将探讨温室大棚自动控制系统的设计原理、功能以及其在农业生产中的应用价值。
温室大棚是一种有利于农作物种植的环境,通过温室大棚能够调节大气温度、湿度、二氧化碳浓度等因素,提供良好的种植环境。
然而,由于温室大棚环境参数无法自动调节,需要人工干预,导致工作量大、效率低下。
温室大棚自动控制系统的出现,能够解决这一问题。
温室大棚自动控制系统主要由传感器、执行器和控制器组成。
传感器负责监测环境参数,如温度、湿度、二氧化碳浓度等;执行器通过控制器的信号进行动作,如控制加热、通风、灌溉系统等;控制器则负责采集传感器数据,根据预设的控制策略进行决策,发送控制信号给执行器。
温室大棚自动控制系统具有以下功能:首先,能够实时监测温室大棚的环境参数,获取相关数据,并显示在控制面板上,方便人员了解温室大棚的状态。
其次,能够根据预设的设定值,自动调节温室大棚的温度、湿度、二氧化碳浓度等参数,实现温室大棚环境的精确控制。
最后,能够实现温室大棚内的报警功能,在异常情况下发出警报,并通过手机短信等方式通知操作人员。
温室大棚自动控制系统在农业生产中具有广泛的应用价值。
首先,它能够提高农作物的产量和质量,通过智能控制温室大棚的温度、湿度等参数,为农作物提供最适宜的生长环境。
其次,它能够节约人力资源,自动监测和调节温室大棚的环境参数,减少了人工干预的工作量。
最后,它能够降低能源消耗,通过智能控制加热、通风等设备的使用,实现能源的最优利用。
总之,基于单片机的温室大棚自动控制系统是一种高效、智能的农业生产设备。
通过自动监测和调节环境参数,实现温室大棚内植物生长的最佳条件和增加农作物产量。
它在农业生产中具有广泛的应用价值,可以提高农作物产量和质量,节约人力资源,降低能源消耗。
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计摘要:现代农业技术的不断更新换代,使得农业生产由传统种植、养殖慢慢转变为自动化大棚种植、养殖。
本文以PLC技术为基础,介绍了一种自动控制系统的设计,该系统可以实现大棚内环境的自动调节、作物生长监控,有效提高农作物产量和质量。
关键词:PLC、现代农业、大棚、自动控制、环境调节、作物生长监控。
一、引言现代农业技术的发展,已经推动了农业生产的快速发展,为了提高农业生产效率,节约人力资源,并增强农作物保护能力,在大棚内投入了前所未有的自动化技术。
目前,大棚种植、养殖业已经成为现代农业生产的一个重要组成部分。
在自动控制方面,PLC作为一种广泛应用的控制技术,已经成功应用于农业大棚的自动控制系统中。
二、PLC技术基础PLC(Programmable Logic Controller)是一种常用的可编程控制器,主要应用于工业自动化领域。
它是一种专门的计算机,具有较强的控制能力,可以根据程序对输入进行判断,从而对输出进行控制。
PLC的硬件主要由CPU、IO、电源、通信等部分组成,软件主要由程序编辑器、编译器、调试器和执行器等组成。
三、大棚自动控制系统设计本文基于PLC技术,设计了一套大棚自动控制系统,主要功能包括环境调节、作物生长监控和安全保护等。
(一)环境调节大棚内环境的温度、湿度、光照等因素,对于农作物的生长十分重要。
系统设定一定的温度、湿度、光强阈值,测量大棚内的环境数据,当环境数据达到设定值时,系统会启动相应的设备,如加热器、通风机、喷水器等,进行环境的自动调节。
(二)作物生长监控从作物的萌芽到成熟,需要不断采集和分析作物生长环境的数据,以便实现对农作物的精准管理。
大棚内安装一系列的传感器,测量大棚内温度、湿度、CO2浓度、土壤水分含量等指标,并通过PLC控制系统将数据实时传输到控制室,通过数据的分析来进行作物的生长监控并调节。
(三)安全保护在大棚内,需要对环境变化进行实时监测,并及时采取相应的安全保护措施。
温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计
温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计温室自动化控制系统简介温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。
可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素,根据温室植物生长要求,自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备,自动调控温室内环境,达到适宜植物生长的范围,为植物生长提供最佳环境。
智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息,接到上位计算机上进行显示,报警,查询。
监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储,然后将其与设定的报警值相比较,若实测值超出设定范围,则通过屏幕显示报警或语音报警,并打印记录。
系统组网络以及通讯协议(1)系统组网络组成根据工艺运行的需求,我们做如下的网络系统设计:网络采用以太网络设计。
每个站作为一个网络节点。
这个网络采用性能可靠的工业以太网。
可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环境,实现“多网合一”。
整个系统可承载的数据分成如下的几个部分:1:工业控制数据2:采集数据3:工业标准的MODBUS总线通讯4:视频语音数据采集和监控(2)组网特点自动化控制系统是开放的控制系统,除了具有良好的网络通讯能力外,还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口,以后可以任意扩展控制系统。
整个系统采用多级网络结构,即生产管理网和生产控制网,将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开,分别使用不同的网络。
有效地提高了通讯的效率,降低了通讯负荷。
(3)采用的通讯协议Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。
通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。
它已经成为一种通用工业标准。
现代农业大棚控制系统(1)控制系统概述随着社会经济的发展,设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径,已经越来越受到世界各国的重视,而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分,是设施农业发展的高级阶段。
智能农业大棚环境监测与自动化控制系统设计
智能农业大棚环境监测与自动化控制系统设计智能农业大棚环境监测与自动化控制系统是现代农业领域中的一项重要技术,通过使用传感器、监测设备和自动控制系统,能够实时监测大棚内的环境参数,并自动控制相关设备,以优化农业生产过程。
本文将详细介绍智能农业大棚环境监测与自动化控制系统的设计原理、功能和优势。
一、设计原理智能农业大棚环境监测与自动化控制系统的设计原理主要包括传感器的选择和布局、数据采集与处理、自动控制和远程监控。
首先,合理选择和布局传感器是实现监测目标的基础。
温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度等传感器的选择应综合考虑农作物特点、环境需求和数据采集成本。
然后,将这些传感器布置在关键位置,以获得准确、全面的环境参数数据。
其次,设计数据的采集与处理系统,通过采集传感器发送的数据并进行处理,以获取农作物所需的环境参数。
该系统应具备数据采集和传输的功能,并可以实时监测和记录环境参数的变化。
同时,对采集的数据进行分析和处理,提取有用信息,并为自动化控制系统提供支持。
第三,实现自动控制系统,根据环境参数的变化,自动调整大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度等参数。
通过控制通风设备、加热设备、灌溉设备和照明设备等,使大棚内的环境保持在最适宜的状态,以促进作物的生长和产量的提高。
最后,设计远程监控功能,农民可以通过手机APP或网页端实时监测和控制大棚内的环境参数。
这样,即使不在现场,农民也能随时了解大棚的运行情况,并进行相关操作。
二、功能与优势智能农业大棚环境监测与自动化控制系统的设计具有以下功能与优势:1. 实时监测环境参数:系统可以实时监测温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度等环境参数,农民能够及时了解大棚内的环境状态。
2. 自动调整环境参数:根据监测到的环境参数,系统可以自动调整大棚内的温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度等参数,为农作物提供最适宜的生长环境。
3. 节约能源与资源:通过自动化控制,系统能够合理利用能量和资源,减少能源的浪费和资源的消耗。
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述智能蔬菜大棚控制系统是利用PLC(可编程逻辑控制器)作为核心,通过传感器、执行器等装置对大棚环境进行监测和控制,实现对蔬菜生长环境的精准调控。
本文将针对基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统的设计进行简述。
1. 系统结构智能蔬菜大棚控制系统的结构主要包括传感器、执行器、PLC控制器、人机界面(HMI)以及通信网络等组成。
传感器用于感知大棚内部的环境参数,例如温度、湿度、光照等;执行器用于控制大棚内的设备,例如通风系统、灌溉系统等;PLC控制器则是系统的核心,接收传感器的信号并根据预设的控制逻辑进行对环境的调控;人机界面则是用户与系统交互的接口,通过HMI界面用户可以实时监测大棚环境、设置参数以及进行控制操作;通信网络用于实现系统与外部设备的数据交换和远程监控。
2. 控制策略智能蔬菜大棚控制系统的控制策略主要包括温度控制、湿度控制、光照控制、CO2浓度控制、灌溉控制等。
通过传感器感知大棚内的环境参数,并根据预设的控制策略,PLC控制器可以对大棚内部设备进行精准的调控。
例如在温度控制方面,PLC控制器可以根据预设的温度范围,控制通风系统和加热系统的开关,以保持大棚内的温度在适宜的范围内;在灌溉控制方面,根据土壤湿度传感器的反馈,PLC控制器可以控制灌溉系统的开关,保持土壤的适宜湿度。
3. 系统优势基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统相较于传统的人工操作具有诸多优势。
系统能够自动化地监测和控制大棚内的环境参数,无需人工持续进行监测和调控,降低了劳动成本。
系统具有精准的控制能力,可以根据蔬菜的生长需求精确调控大棚内的环境,提高了蔬菜的产量和质量。
通过人机界面用户可以远程对大棚进行监控和控制,实现了远程智能化管理。
4. 系统实现基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统的实现需要经过系统设计、硬件选型、程序编写、现场调试等多个工程阶段。
在系统设计阶段,需要根据大棚的实际情况和蔬菜的生长需求,确定系统的功能模块和控制策略,并选择合适的传感器、执行器、PLC控制器和人机界面等硬件设备。
智能大棚控制策划书模板3篇
智能大棚控制策划书模板3篇篇一智能大棚控制策划书模板一、项目概述1. 项目背景随着科技的不断发展,智能大棚控制系统已经成为现代农业的重要组成部分。
本项目旨在设计一套智能大棚控制系统,实现对大棚内环境的智能化控制,提高农业生产效率和质量,降低劳动力成本。
2. 项目目标实现对大棚内温度、湿度、光照等环境参数的实时监测和控制。
提供智能化的灌溉、通风、施肥等控制策略,提高资源利用效率。
实现远程监控和管理,方便用户随时随地进行操作。
提高大棚内农作物的产量和质量,增加农民收入。
二、系统设计1. 系统架构智能大棚控制系统主要由传感器、执行器、控制器、通信模块和监控平台等部分组成。
传感器负责采集大棚内的环境参数,执行器负责执行控制命令,控制器负责处理传感器数据并发出控制指令,通信模块负责将数据至监控平台,监控平台则负责显示和管理数据。
2. 传感器选型温度传感器:采用数字温度传感器 DS18B20,能够实时监测大棚内的温度变化。
湿度传感器:采用电容式湿度传感器 HIH3610,能够准确测量大棚内的湿度情况。
光照传感器:采用 BH1750 光照传感器,能够实时监测大棚内的光照强度。
土壤湿度传感器:采用 FDS100 土壤湿度传感器,能够实时监测大棚内的土壤湿度情况。
3. 执行器选型电磁阀:用于控制灌溉系统的开启和关闭。
fan:用于控制通风系统的运行。
led:用于控制光照系统的亮度。
4. 控制器选型采用 STM32F103C8T6 作为系统的核心控制器,该芯片具有高性能、低功耗、丰富的 GPIO 接口等特点,能够满足系统的需求。
5. 通信模块选型采用 ESP8266 作为系统的通信模块,该模块支持 Wi-Fi 连接,能够将大棚内的环境参数至监控平台。
6. 监控平台设计实时数据显示:显示大棚内的环境参数、设备运行状态等信息。
历史数据查询:查询大棚内的历史环境参数和设备运行记录。
控制策略设置:设置大棚内的灌溉、通风、施肥等控制策略。
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学毕业设计(论文)题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系(院)自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名雷大锋学号**********指导教师王晓峰职称副教授二〇一三年六月二十日独创声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本设计(论文)不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:年月日毕业设计(论文)使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版,同意学校保存学位论文的印刷本和电子版,或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计(论文);同意学校在不以营利为目的的前提下,建立目录检索与阅览服务系统,公布设计(论文)的部分或全部内容,允许他人依法合理使用。
(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名:年月日基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。
该系统采用FX2N系列PLC作为下位机,PC机作为上位机,采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号,这些模拟量经PLC转化为数字信号,把转化来的数据与设定值比较,PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作,大棚温度就能实现自动控制。
这种技术不但实现了生产自动化,而且非常适合规模化生产,劳动生产率也得到了相应的提高,通过种植者对设定值的改变,可以实现对大棚内温度的自动调节。
关键词:大棚,温度控制,PLCThe Automatic Greenhouse Temperature ControlSystem Based on PLCAbstractThe system is a way to providing the best conditions to plants and promoting them growth very well ,avoiding the bad weather and effect of seasons outside the shed .This system uses FX2N series PLC as the next machine and PC as upper machine, using the Mitsubishi D-720 general frequency Manager. The sensor of temperature, humidity and light collecting scene signal, these simulation volumes are turned into digital signal by PLC, then compared with the setting value. At last, the PLC disposes of them, then contorts with wind machine, covering Yin curtain. According to the actual measured value of each sensor and the value determined in advance about greenhouse environmental factors. This system can suitable for the automation and mass production, the laboring productivity has been increasing by a wide margin through changing the target value of greenhouse environment, and we can control the greenhouse temperature automatically.Key words: greenhouse, temperature control, PLC目录第一章绪论 (1)1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状 (1)1.2 大棚温度控制系统研究目的及意义 (2)第二章系统概述 (3)2.1 系统设计任务 (3)2.2 系统技术介绍 (3)2.2.1 传感技术 (3)2.2.2 PLC (4)2.2.3 上位机 (5)2.3 系统工作原理 (5)2.4小结 (7)第三章硬件部分设计 (8)3.1 环境调控系统 (8)3.2 传感器的选择 (10)3.3 系统硬件接线图 (12)3.3.1 系统主电路设计 (12)3.3.2 系统其他部分电路设计 (14)3.3.3 PLC部分电路设计 (15)3.4小结 (16)第四章软件设计 (17)4.1 PLC的I/O分布图 (17)4.2 系统程序 (18)4.2.1 系统温度PID调节程序 (18)4.2.2 系统主程序 (18)4.3 小结 (19)第五章结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章绪论1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状如今塑料大棚、日光温室逐渐成为我国设施结构的主要结构类型。
智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计
智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计是一项专注于提高农业生产效率,降低能源消耗,优化作物生长环境的创新技术。
该系统利用现代技术,如传感器、自动控制和远程监控等,实现对大棚温湿度的监测与调控,以实现智能化的农业生产。
在智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计中,首先需要选择合适的传感器来实时监测大棚的温度和湿度。
温度传感器可以通过测量空气温度、土壤温度和光照强度等参数来反映大棚内的温度情况。
湿度传感器可以测量大棚内的湿度水平,以确保作物能够在适宜的湿度条件下生长。
这些传感器可以与微控制器或物联网设备连接,将数据传输到中央控制系统进行分析和处理。
其次,在系统设计中,需要考虑大棚内外环境的变化对温湿度的影响,并根据作物的需求制定相应的控制策略。
通过分析历史数据和作物的生长需求,可以确定最佳的温湿度范围和调控策略。
例如,当温度超过作物生长的最佳范围时,系统可以自动打开大棚内的通风设备,调节温度;当湿度过高时,可以自动启动加湿装置或打开通风设备进行降湿。
这些控制策略可以通过编程实现,并根据需要进行更新和优化。
为了实现智能化的监测与控制,智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计还可以结合人工智能和云计算等技术。
通过使用机器学习算法分析大量数据,系统可以逐渐学习和优化温湿度调控策略,自动适应不同作物和不同环境条件。
同时,利用云计算技术,可以将大棚的监测数据上传到云端进行存储和分析,实现远程监控和管理。
农民可以通过手机或电脑随时监测大棚的温湿度情况,并进行远程控制。
智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计的应用前景广阔。
它可以提高农业生产效率,减少因温湿度波动带来的作物产量损失。
此外,该系统还可以减少农业生产对能源的需求,降低能源消耗,环保节能。
同时,使用智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统,可以减少人力成本和农民的工作强度,实现全天候的自动化生产。
总之,智能农业大棚温湿度监测与自动控制系统设计是一项前沿的技术,具有重要的应用价值。
温室大棚自动控制系统的设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 国内外发展现状 (2)1.3 课题内容、目的及思路 (3)1.4 设计过程及工艺要求 (5)第2章方案的比较和选择 (6)2.1 湿度传感器的选择 (6)2.2温度传感器的选择 (8)2.3 光照度传感器的选择 (9)第3章系统的总体设计 (10)3.1 确定系统任务 (11)3.2 系统的组成和工作原理 (12)3.3 元件的特性 (15)3.3.1 STC89C52特点 (15)3.3.2 AD0804特点 (16)第4章电路设计 (18)4.1 湿度测量电路 (18)4.2 温度测量电路 (19)4.3 光照度测量电路 (19)4.4 数据显示电路 (20)4.5 复位电路 (21)4.6 键盘电路 (22)4.7继电器控制电路 (22)4.8 电源设计 (23)第5章软件设计 (25)5.1系统概述 (25)5.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (25)5.3 使用独立的Keil仿真器时,注意事项 (26)5.4 Keil C51单片机软件基本操作步骤 (26)5.5 主程序流程图 (26)5.6 参数测量子程序流程图 (28)5.7 键盘扫描子程序流程 (28)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第6章结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (35)附录1.系统总体电路图 (36)附录2.系统源代码 (36)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章绪论1.1选题背景随着改革开放,特别是90年代以来,我国的温室大棚产业得到迅猛的发展,以蔬菜大棚、花卉为主植物栽培设施栽培在大江南北遍地开花,随着政府对城市蔬菜产业的不断投入,在乡镇内蔬菜大棚产业被看作是21世纪最具活力的新产业之一。
蔬菜大棚恒温恒湿控制系统设计
蔬菜大棚恒温恒湿控制系统设计蔬菜大棚是一种人工控制环境的农业生产设施,可以为蔬菜提供合适的温度和湿度条件,以促进它们的生长和发育。
为了实现蔬菜大棚的恒温恒湿控制,需要设计一个控制系统,该系统能够监测温度和湿度,并根据设定的参数自动调节温度和湿度。
1.温度监测与控制:-温度传感器:安装在大棚内部的合适位置,可以实时监测大棚内的温度变化。
-控温设备:例如水冷却系统、加热系统等,可以根据传感器数据自动控制温度,保持大棚内部的恒温状态。
-温控器:接收传感器数据,根据设定的温度范围进行控制。
2.湿度监测与控制:-湿度传感器:安装在大棚内部的合适位置,可以实时监测大棚内的湿度变化。
-控湿设备:例如加湿器、除湿设备等,可以根据传感器数据自动控制湿度,保持大棚内部的恒湿状态。
-湿度控制器:接收传感器数据,根据设定的湿度范围进行控制。
3.控制系统集成:-控制器:负责接收传感器数据,并根据设定的参数进行调节,控制温度和湿度。
-人机界面:可以通过电脑、手机等设备进行监测和设置,方便农民了解大棚内的状态并进行调节。
以上是蔬菜大棚恒温恒湿控制系统的基本设计要点,可以根据具体情况进行调整和扩展。
在实际应用中,还可以添加其他功能,如自动通风、光照控制等,以提高蔬菜大棚的生产效率和质量。
设计蔬菜大棚恒温恒湿控制系统时1.传感器的选择:选择合适的温度传感器和湿度传感器,具有高精度、快速响应和较小的误差。
2.控制设备的选择:根据大棚的实际情况选择合适的控温和控湿设备,确保能够满足大棚内的需求。
3.控制策略的制定:根据不同蔬菜的生长需求和不同阶段的要求,制定合适的温度和湿度控制策略。
4.系统稳定性的考虑:系统应具有较高的稳定性和可靠性,能够在长期运行中保持良好的控制效果。
5.节能与经济性的平衡:在设计系统时考虑节能和经济性,选择节能设备和控制策略,降低运行成本。
综上所述,蔬菜大棚恒温恒湿控制系统的设计需要考虑温度和湿度的监测与控制,以及控制系统的集成与优化。
基于PLC的温室大棚控制系统设计
四、PLC程序设计
PLC(可编程逻辑控制器)是本系统的关键部件,负责实现模糊控制算法和 驱动执行器。在本系统中,我们将采用一种流行的PLC编程语言——Ladder Diagram(梯形图)来进行程序设计。梯形图是一种图形化编程语言,易于理解 和实现。在程序设计过程中,我们将根据模糊控制算法构建相应的逻辑控制流程, 包括数据采集、模糊化、模糊推理和去模糊化等步骤。
1、时钟和计数器:设置PLC的时钟和计数器,用于记录大棚内的温度、湿度、 光照等参数的平均值和变化量。
2、传感器数据读取:通过PLC的输入输出点读取温度、湿度、光照等传感器 的数据,并转换为实际数值。
3、控制逻辑:根据大棚的实际需求和控制目标,编写控制逻辑程序,实现 自动控制。例如,当大棚内温度过高时,启动通风设备进行降温;当大棚内湿度 过低时,启动灌溉设备进行浇水。
三、模糊控制算法
模糊控制算法是本系统的核心,它基于模糊集合论和模糊逻辑,能够处理不 确定性和非线性问题。在本系统中,我们将温度和湿度作为输入变量,将控制信 号作为输出变量。通过设定温度和湿度的上下限值,我们可以构建模糊条件语句, 并根据这些语句生成控制规则。在PLC控制器中,我们将采用模糊逻辑控制器来 实现这些控制规则,通过计算得出控制信号,以实现对温室大棚温湿度的精确控 制。
4、通讯接口:通过PLC的通讯接口将控制数据上传至计算机或云平台,实现 远程监控和管理。
参考内容
一、引言
温室大棚在现代农业生产中起到了关键作用,特别是在反季节种植和气候敏 感作物的种植上。温室内的温湿度环境是影响作物生长的重要因素,因此,如何 实现温湿度的精确控制是温室大棚管理的核心问题。本次演示将介绍一种基于模 糊控制理论的温室大棚温湿度控制系统,并详细阐述其PLC程序设计方法。
智能温室大棚整体控制设计报告
智能温室大棚整体控制设计报告一、需求分析近年来,由于气候变化等多种原因,传统的农业生产方式已经无法满足现代社会的需要。
人们对于高品质、高效率、节能环保的农业生产方式有着更高的追求。
而智能温室大棚的兴起就是一个非常好的案例。
智能温室大棚能够通过自动化控制技术,完成温度、湿度、光照、灌溉等诸多参数的实时控制,提高作物产量、品质和经济效益。
为了满足人们对于智能化农业生产方式的需求,本报告提出了智能温室大棚整体控制设计方案。
二、系统框架设计本系统采用分布式设计,将整个智能温室大棚控制系统分为下列几个部分:传感器部分、控制器部分、执行器部分和监控部分。
1. 传感器部分温室大棚内设置多种传感器,包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、氧气传感器、光照传感器和土壤湿度传感器等,用于实时感知温室大棚内环境参数。
2. 控制器部分控制器部分包括温度控制器、湿度控制器、二氧化碳控制器、氧气控制器、光照控制器和浇水控制器等,用于根据传感器部分采集的温室大棚内环境参数,自动控制环境参数,保证温室大棚内环境参数稳定和作物生长需要。
3. 执行器部分执行器部分包括温度调节器、湿度调节器、二氧化碳发生器、氧气区分器、光照灯和浇水器等,用于执行控制器部分的指令,对温室大棚内环境参数进行调节和维护。
4. 监控部分监控部分包括计算机端和手机端,用户可以通过计算机端和手机端实时查看温室大棚内的环境参数、获取生长轨迹、掌握生长状况,可远程控制设置温度、湿度、光照、浇水等。
三、系统实现技术本系统采用了传感器、控制器、执行器之间的等级控制和信息传递技术,采用现代化的智能控制技术,能够更好地完成对温室大棚内环境参数的实时控制和维护。
其中,传感器部分采用数字化接口,能够实现数字化数据的传输和处理,使传感器的计算精度更加准确。
同时,控制器部分采用分布式节点设计,各节点之间存在信息共享和通信,实现了全局信息的同步控制,同时也具有很好的扩展性和可靠性。
智能温室大棚整体控制设计报告
智能温室大棚整体控制设计报告一、引言二、系统设计1.传感器部分2.控制器部分控制器是智能温室大棚的核心部分,它负责接收传感器发送的数据,并根据设定的参数进行决策和控制操作。
在温室大棚中,控制器可以根据环境参数自动调整温度和湿度。
另外,它还可以自动调整灯光的亮度和频率,以满足不同植物的需求。
控制器应具备良好的通信能力,可以远程监控系统的工作状态,并接收和传输数据。
3.执行器部分执行器是控制器的输出部分,负责根据控制器发送的信号执行相应的操作。
在温室大棚中,执行器可以控制空调和加湿器的启停,调节温度和湿度;同时,它还可以控制灯光的开关和亮度调节,以满足不同植物的光照需求。
此外,执行器还可以控制灌溉系统的水泵,根据土壤湿度的变化自动喷水。
三、功能设计1.温度和湿度控制智能温室大棚的控制系统应能够实现温度和湿度的自动控制。
当温度超过设定值时,执行器会启动空调系统进行降温;当湿度超过设定值时,执行器会启动加湿器进行降湿。
在温度和湿度达到设定范围后,执行器会自动停止相应的操作。
2.光照控制3.水分控制智能温室大棚的控制系统还应具备水分控制功能。
通过土壤湿度传感器监测土壤湿度,并根据设定值自动控制灌溉系统的开关。
当土壤湿度低于设定值时,执行器会启动水泵进行灌溉;当土壤湿度达到设定值时,执行器会自动停止灌溉。
四、结论智能温室大棚整体控制系统的设计可以提供良好的生长环境,提高农作物的产量。
通过传感器监测环境参数,并由控制器和执行器对其进行自动调节,可以实现温度、湿度、光照和水分等参数的自动控制。
未来的工作可以进一步完善系统的功能和性能,提升智能温室大棚的效益和可靠性。
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述
基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统设计简述随着科技的发展和人们对健康生活的追求,蔬菜大棚种植技术得到了广泛的应用。
为了提高大棚蔬菜的产量和质量,以及优化生产流程,智能化控制系统逐渐成为蔬菜大棚种植的必备装备之一。
本文将基于PLC的智能蔬菜大棚控制系统进行设计简述,以期为相关领域的从业者提供参考和借鉴。
1.系统组成智能蔬菜大棚控制系统主要由传感器、PLC控制器、执行机构、人机界面(HMI)、数据采集和处理模块等组成。
传感器用于感知大棚内的环境参数,包括温度、湿度、光照强度、CO2浓度等;PLC控制器负责对传感器采集的数据进行分析和处理,控制大棚内的灯光、喷灌、通风等设备的运行;执行机构则是根据PLC的指令,实现对大棚内环境的调控;人机界面用于与操作人员进行交互,展示大棚内各种参数和状态,并提供远程监控和控制的功能;数据采集和处理模块则负责采集、存储和分析大棚内的数据信息,为生产决策提供依据。
2.系统功能智能蔬菜大棚控制系统的主要功能包括自动控温、自动控湿、自动补光、自动喷灌、CO2浓度控制等。
在温度方面,系统能够根据设定的温度范围,自动控制大棚内的加热和通风设备的运行,以维持大棚内的温度在适宜的范围内;在湿度方面,系统通过控制喷雾设备和通风设备的运行,实现大棚内湿度的自动调节;在光照方面,系统能够根据光照传感器采集的数据,自动调节补光灯的亮度和工作时间,以确保蔬菜在充足的光照下生长;在喷灌方面,系统能够根据土壤湿度传感器采集的数据,自动控制喷灌系统的开关,实现对蔬菜的定量喷灌;在CO2浓度控制方面,系统能够根据CO2浓度传感器采集的数据,自动调控通风设备的运行,以保持大棚内的CO2浓度在适宜的范围内。
3.系统设计智能蔬菜大棚控制系统的设计需要充分考虑到大棚内的环境特点和作物的生长需求,同时考虑到系统的稳定性、可靠性和安全性。
在传感器选择上,需要选择精度高、稳定性好的传感器,以保证传感器采集的数据的准确性和可靠性;在PLC控制器的选型上,需要选择适合大棚环境工作的PLC控制器,以及具备丰富的输入输出接口和通信接口,以满足大棚内各种设备的控制需求;在执行机构的选型上,需要选择能够适应大棚环境的执行机构,具备良好的响应速度和稳定性;在人机界面的设计上,需要考虑到操作人员的使用习惯和操作便捷性,以及系统的可视化和易操作性;在数据采集和处理模块的设计上,需要选择存储容量大、计算速度快的设备,并采用合适的数据处理算法,以保证大棚内的数据信息能够及时、准确地被采集和处理。
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计1. 引言现代农业大棚自动控制是农业科技进步的重要方向之一。
基于PLC的现代农业大棚自动控制设计是一种先进的技术手段,能够提高农业生产效率、节约资源、保护环境。
本文将深入探讨基于PLC的现代农业大棚自动控制设计,以期为农业科技发展提供有益的参考。
2. 农业大棚自动化发展概述2.1 农业大棚自动化的背景随着人口增长和城市化进程加快,对食品供应和安全要求也越来越高。
传统的种植方式已经难以满足人们对食品品质和数量的需求,因此引入先进技术来提高生产效率成为必然选择。
2.2 农业大棚自动化发展现状目前,全球范围内已经出现了许多应用于农业大棚的自动化系统。
这些系统主要包括传感器、执行器、控制器等设备,通过互联网实现远程监测和控制。
3. 基于PLC的现代农业大棚自动控制设计原理3.1 PLC的基本概念和工作原理PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业自动化控制的计算机设备,它具有高可靠性、高性能和易于编程的特点。
PLC通过接收传感器信号、处理逻辑运算,并通过执行器实现对设备的控制。
3.2 PLC在农业大棚自动化中的应用基于PLC的农业大棚自动化系统主要包括传感器、执行器和控制器。
传感器用于收集环境参数信息,如温度、湿度、光照等;执行器用于实现对设备的控制,如灌溉系统、通风系统等;控制器则负责处理传感器信号,并根据预设逻辑进行决策。
4. 基于PLC的现代农业大棚自动控制设计实例4.1 设计需求分析在设计基于PLC的现代农业大棚自动化系统时,首先需要进行需求分析。
根据种植作物类型和环境要求,确定需要监测和控制的参数,并确定所需传感器和执行机构。
4.2 系统硬件设计根据需求分析结果,选择合适型号和规格的传感器和执行机构,并进行布置和连接。
同时,设计适当的电路和电源供应系统,确保系统的可靠性和稳定性。
4.3 系统软件设计编写PLC程序,实现对传感器信号的采集、处理和控制信号的输出。
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摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻,以及四位八段数码管等元器件,设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路,实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统,解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大,且费时费力、效率低等问题。
该系统运行可靠,成本低。
系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集,并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节,达到了温室大棚自动控制的目的。
促进了农作物的生长,从而提高温室大棚的产量,带来很好的经济效益和社会效益。
关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测目录第1章绪论§1.1选题背景§1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计§2.1系统硬件电路构成系统整体框图§2.1.2系统整体电路图§2.1.3系统工作原理§2.2温度传感器的选择§2.2.1 DS18B20简介§2.2.2 DS18B20的性能特点§2.3单片机的选择§2.3.1单片机概述§2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能§2.4 RS-485通信设计§2.5小结第3章系统软件的设计§3.1系统主程序§3.2系统部分子程序§3.2.1 DS18B20初始化子程序§3.2.2 DS18B20读子程序第4章总结参考文献附录第一章绪论1.1选题背景在人类的生活环境中,温湿度扮演着极其重要的角色。
无论你生活在哪里,从事什么工作,无时无刻不在与温度和湿度打着交道。
自18世纪工业革命以来,工业发展与是否能掌握温湿度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温湿度的因素。
温湿度不但对于工业如此重要,在农业生产中温度的监测与控制也有着十分重要的意义。
我国人多地少,人均占有耕地面积更少。
因此,要改变这种局面,只靠增加耕地面积是不可能实现的,因此我们要另辟蹊径,想办法来提高单位亩产量。
温室大棚技术就是其中一个好的方法。
温室大棚就是建立一个模拟适合生物生长的气候条件,创造一个人工气象环境,来消除温度对生物生长的约束。
而且,温室大棚能克服环境对生物生长的限制,能使不同的农作物在不适合生长的季节产出,使季节对农作物的生长不再产生过度影响,部分或完全摆脱了农作物对自然条件的依赖。
由于温室大棚能带来可观的经济效益,所以温室大棚技术越来越普及,并且已成为农民增收的主要手段。
随着大棚技术的普及,温室大棚数量不断增多,温室大棚的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。
传统的温湿度控制是在温室大棚内部悬挂温度计和湿度计,通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度,然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较,看温湿度是否过高或过低,然后进行相应的通风或者洒水。
这些操作都是在人工情况下进行的,耗费了大量的人力物力。
现在,随着国家经济的快速发展,农业产业规模的不断提高,农产品在大棚中培育的品种越来越多,对于数量较多的大棚,传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。
温室大棚的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。
今天,我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。
单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。
时下,家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。
采用单片机来对温湿度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,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和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件,尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。
因此,单片机对温湿度的控制问题是一个工农业生产中经常会遇到的问题。
因此,本课题围绕基于单片机的温室大棚控制系统展开了应用研究工作。
1.2选题的现实意义随着单片机和传感技术的迅速发展,自动检测领域发生了巨大变化,温室环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展,并且必将以其优异的性能价格比,逐步取代传统的温湿度控制措施.但是,目前应用于温室大棚的温湿度检测系统大多采用模拟温度传感器、多路模拟开关、A/D转换器及单片机等组成的传输系统。
这种温湿度度采集系统需要在温室大棚内布置大量的测温电缆,才能把现场传感器的信号送到采集卡上,安装和拆卸繁杂,成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号,易受干扰和损耗,测量误差也比较大。
为了克服这些缺点,本文参考了一种基于单片机并采用数字化单总线技术的温度测控系统应用于温室大棚的的设计方案闭,根据实用者提出的问题进行了改进,提出了一种新的设计方案,在单总线上传输数字信号。
本文介绍的温湿度测控系统就是基于单总线技术及其器件组建的。
该系统能够对大棚内的温湿度进行采集,利用温湿度传感器将温室大棚内温湿度的变化,变换成数字量,其值由单片机处理,最后由单片机去控制液晶显示器,显示温室大棚内的实际温湿度,同时通过与预设量比较,对大棚内的温度进行自动调节,如果超过我们预先设定的湿度限制,湿度报警模块将进行报警。
这种设计方案实现了温湿度实时测量、显示和控制。
该系统抗干扰能力强,具有较高的测量精度,不需要任何固定网络的支持,安装简单方便,性价比高,可维护性好。
这种温湿度测控系统可应用于农业生产的温室大棚,实现对温度的实时控制,是一种比较智能、经济的方案,适于大力推广,以便促进农作物的生长,从而提高温室大棚的亩产量,以带来很好的经济效益和社会效益。
第二章系统硬件电路的设计2.1系统硬件构成及其测控原理2.1.1系统硬件电路构成系统整体框图STC89C52复位模块晶振模块LCD1602显示模块温度调节模块湿度报警模块DHT11温湿度检测模块图2-1 系统整体框图2.1.2系统整体电路图图2-2 系统整体电路图2.1.3系统工作原理本系统由如图2-1、图2-2所示,DHT11温湿度传感器采集数据,STC89C52单片机进行数据处理,LCD1602显示模块显示温湿度。
由PWM控制温度调节模块进行温度调节,当温度小于18℃时,M4QA045电机停止运转,当温室大于28℃时,M4QA045电机全速运转,当温度处于18℃和28℃之间时,通过PWM控制M4QA045电机转速。
由STC89C52单片机输出高低电平控制湿度报警模块,当湿度大于65%RH或者小于45%RH时,STC89C52单片机输出高电平,湿度报警模块报警,当湿度处于45%RH和65%RH之间时,STC89C52单片机输出低电平,湿度报警模块关闭。
2.2 显示模块的选择2.2.1DS18B20简介DS18B20数字温度传感器采用DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样等优点,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
2.2.2 DS18B20的性能特点2.2.2.1、适应电压范围更宽,电压范围:3.0~5.5V,在寄生电源方式下可由数据线供电2.2.2.2、独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯2.2.2.3、DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温2.2.2.4、DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内2.2.2.5、温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±0.5℃2.2.2.6、可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可实现高精度测温2.2.2.7、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字,12位分辨率时最多在7 50ms内把温度值转换为数字,速度更快2.2.2.8、测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送C RC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力2.2.2.9、负压特性:电源极性接反时,芯片不会因发热而烧毁,但不能正常工作。
2.3单片机的选择2.3.1单片机概述单片微型计算机简称单片机,又称微控制器,嵌入式微控制器等,属于第四代电子计算机。
它把中央处理器、存储器、输入/输出接口电路以及定时器叶数器集成在一块芯片上,从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点,因此,适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。
正是由于这一原因,国际上逐渐采用微控制器(MCU)代替单片微型计算机(SCM)这一名称。
“微控制器”更能反映单片机的本质,但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受,所以仍沿用“单片机”这一名称。
1、单片机的主要特点有:(1) 具有优异的性能价格比。
(2) 集成度高、体积小、可靠性高。
(3) 控制功能强。
(4) 低电压,低功耗。
2、单片机的主要应用领域:(1) 工业控制(2) 仪器仪表(3) 电信技术(4) 办公自动化和计算机外部设备(5) 汽车和节能(6) 制导和导航(7) 商用产品(8) 家用电器因此,在本课题设计的温湿度测控系统中,采用单片机来实现。
在单片机选用方面,由于STC89系列单片机与MCS-51系列单片机兼容,所以,本系统中选用STC89C52单片机。
2.3.2 STC89C52单片机的引脚说明图2-3 STC89C52单片机引脚图芯片引脚如图2-3所示:VCC : 电源。
GND: 地。
P0口:P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口,每位能驱动8个TTL 逻辑电平。
对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。
在flash 编程时,P0口也用来接收指令字节;在程序校验时,输出指令字节。
程序校验时,需要外部上拉电阻。
P1口:是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。
此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX)。