大棚温室环境监控系统的设计
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制 ，强 干扰 场 合 。分别 采 用相 应 传 感 器 对 温 度 、湿 度 、光 照
圃 圆 圆
呻 圆 － ． 圆 一 － 圆 圆
一 ．
Ｓ ４１ ＡＤ ＴＣ５ ０ 单片机
— Ｔ Ｔ Ｔ
＇
收 稿 日期 ：２ ０ — １ — １ ０９ ０ ５
基金项 目：２ ０ 湖 南省教育厅 “ ０８ 研究性学 习与创新性 实验”资助项 目 （ 湘教通 ［０ ８２ ９号 ２ ４ 。 ２ ０ ］６ ６ ）
和 Ｃ ２浓度进行检测 ，其方框图如图 １ Ｏ 所示。
１ ２ 系统 主要 硬 件设 计 与 实现 ．
１ ． 温度检测与控制模块 ．１ ２
温 度 是 影 响作 物 生长 发 育 最 重 要 的 环 境 因子 之 一 ， 影 它
响作物体 内的一 切生理变化 。本系统根据作物生长温度条 件， 选用了美国模拟器件 公司生产的单片集成两端感温 电流 源 Ａ ９ 作温 度传感器 ，其测量精度为 ０３ ， Ｄ５ ０ ．℃ 测量范围为
一
适应性 、季节性及 自然 灾害的影 响比较大 ， 在纯 自然 的条件 下， 大部分 时间不能进行正常农业生产 ， 造成 人力、物力 的 大量浪费， 行温室栽培 后就可 以极大 的减弱对作物 生长不 进 利的环境因素来促进作物 生长 ，有利于缓解季节矛盾 ， 提高 作物产量。基于 此，本设计将计算机技术 、传感器技术 、控
光照和ｃ Ｏ浓度 等信 号进 行 了监 测，一旦 某些参数值超过设定 的上 、下限值 ，微控制 器将发 出报 警，并提 示对相应参量进行 人 工或 自动调节控制。通过在永 州苗圃农场对 ４号温 室实地检测 （此温 室种植黄瓜 ） ，该装置对衣作物产量的提 高起到 了积
极作用 。
关 键 词 ：大 棚 ； 温 室 环境 ：监 控 系 统： ＳＣ ５ １Ａ Ｔ １ Ｃ ４ Ｄ ２ ０
第 ３ 卷 第 ４期 １
２ １ 年 ４月 ００
湖 南科技 学院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ Ｈｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉ ｅ ｒ ｙ Ｓ ｎ
Ｖ＿ － ｌＮＯ ４ ｏ ３ ． ｌ
过调节电位器来获得精确的 １Ｋ具体 电路如图 ２所示 ： Ｏ，
进行相应 的调节 ，控制装置进行升温 或者降温 。 本系统在升 温 上采 用热风采 暖的方式 ，该方式设备简单、成本低、预热 时间短 ， 可通 过管道均 匀分 配到温室各个部位 ， 温室受热均 匀； 在降温上采 用蒸发降温装置 ， 根据温差大小启动不同的
降 温设 备 ，降温 效 果 好 。
科融为一体 ， 开发出功 能齐全 的完全智能化 的温室环境监控
系 统 ， 于 促 进 农 业 增 产 、增 收 ， 进 我 国农 业智 能 化 进 程 对 推
具有极 为重 要的意义 ，同时也具有很大 的市场商机 。
１ 系统 设计 方案
１ １系统 设 计 思 路 ．
本 系统 采 用 Ｓ Ｃ ２ ５ １ＡＤ 单 片机 为主 控 芯 片 ，该 单 Ｔ １Ｃ ４０
制 技术 、 讯技 术 、生物 技 术 以及 环 境 科 学等 多种 技 术 和 学 通
４￣ ０Ｃ到＋ ０Ｃ，具有线性好 、精度适 中、灵敏度高等优点。 ５￣
通 过信 号调 理 电路 ，将 电压 信 号 经 Ａ／ 变 换 后 传 送 给微 处 Ｄ
理器进行数 据处理 ， 发出输 出控制信号对相应 的温度调节器
Ａｐ ￣２０１ ０
大棚 温 室 环 境 监 控 系统 的设 计
杨利春
摘
张文昭
汪
贻
龙晓辉
刘
敏
（湖南科 技学院 电子工程系，湖 南永州 ４ ５ Ｏ ２ １０）
要 ：为 了更 好 地 控 制 大棚 温 室 环 境 ， 高作 物 产 量 ， 计 了 大棚 温 室环 境 监 控 系统 。系统 对 温 室大 棚 的 温度 、湿度 、 提 设
６ ５
电子技 术应 用。张文昭 （９ ８ ，女 ，硕士 ，高级实验师 ， １６ 一）
研 究 方 向 为 电子 技 术 与计 算 机 应 用 。
确 ，可 用一 个 ９６ 的 电 阻与 个 １ 电位 器 串联 ，然 后通 ． 产 生 的 电流来 测 量 光照 强 度 的 光照
作 者 简 介 ：杨 利 春 （９ ６ ） １８ 一 ，男 ，本 科 ，研 究 方 向 为
圈
在 设计测温 电路 时，首先应将 电流转换成 电压 ，由于 ＡＤ５ ０ 电流输 出元件 ，它的温度每升 高 １ ９为 Ｋ，电流就增加
１Ａ，当 Ａ ９ 的 电流 通 过 一 个 １Ｋ 的 电 阻 时 ，这 个 电阻 ｕ Ｄ５ ０ Ｏ 上 的压 降为 １ｍＶ，即 转 换 为 了 １ｍＶ Ｋ，为 了使 此 电阻 精 ０ ０ ／
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ １ Ｐ ７
文 献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ： １７ — ２ ９ （ ０ ０ ４ ０ ６ — ３ ６ ３ ２ １ ２ １ ）０ — ０ ５ ０
０ 引 言
我 国人多地 少 ， 人均 占有耕地 面积 不及世界 平均水 平的
三 分之 一 ，在 ２ 世 纪 未 来 一 段 时 间 内 ，中 国 的 人 口将 持 续 １ 增 长 ， 耕地 面积 却在 逐 年 减 少 ， 何 用较 少 的土 地 去 养 活 而 如 更多的人 口， 解决 这 一 尖锐 矛 盾 具 有 战 略意 义 。 物 受 地 域 作
温 度 控 制
湿 度 控 制
光 二氧 Ｌ Ｄ Ｃ 昭 化碳 控 显示 制 控制
片机 是一种 单时钟周期 （ 机器周期为 Ｉ ） Ｔ 、高速、低功耗、
超 强 干扰 的新 一 代 ８５ 单 片 机 ， ０１ 内部 集 成 ＭＡＸ８０专 用复 １
位 电路 ， ４路 Ｐ ＷＭ，８路高速 １ Ａ Ｄ转换 ，针对 电机控 ０位 ／
圃 圆 圆
呻 圆 － ． 圆 一 － 圆 圆
一 ．
Ｓ ４１ ＡＤ ＴＣ５ ０ 单片机
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收 稿 日期 ：２ ０ — １ — １ ０９ ０ ５
基金项 目：２ ０ 湖 南省教育厅 “ ０８ 研究性学 习与创新性 实验”资助项 目 （ 湘教通 ［０ ８２ ９号 ２ ４ 。 ２ ０ ］６ ６ ）
和 Ｃ ２浓度进行检测 ，其方框图如图 １ Ｏ 所示。
１ ２ 系统 主要 硬 件设 计 与 实现 ．
１ ． 温度检测与控制模块 ．１ ２
温 度 是 影 响作 物 生长 发 育 最 重 要 的 环 境 因子 之 一 ， 影 它
响作物体 内的一 切生理变化 。本系统根据作物生长温度条 件， 选用了美国模拟器件 公司生产的单片集成两端感温 电流 源 Ａ ９ 作温 度传感器 ，其测量精度为 ０３ ， Ｄ５ ０ ．℃ 测量范围为
一
适应性 、季节性及 自然 灾害的影 响比较大 ， 在纯 自然 的条件 下， 大部分 时间不能进行正常农业生产 ， 造成 人力、物力 的 大量浪费， 行温室栽培 后就可 以极大 的减弱对作物 生长不 进 利的环境因素来促进作物 生长 ，有利于缓解季节矛盾 ， 提高 作物产量。基于 此，本设计将计算机技术 、传感器技术 、控
光照和ｃ Ｏ浓度 等信 号进 行 了监 测，一旦 某些参数值超过设定 的上 、下限值 ，微控制 器将发 出报 警，并提 示对相应参量进行 人 工或 自动调节控制。通过在永 州苗圃农场对 ４号温 室实地检测 （此温 室种植黄瓜 ） ，该装置对衣作物产量的提 高起到 了积
极作用 。
关 键 词 ：大 棚 ； 温 室 环境 ：监 控 系 统： ＳＣ ５ １Ａ Ｔ １ Ｃ ４ Ｄ ２ ０
第 ３ 卷 第 ４期 １
２ １ 年 ４月 ００
湖 南科技 学院学报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｎ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ Ｈｕ ａ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｉｎ ｅａ ｄＥｎ ｉ ｅ ｒ ｙ Ｓ ｎ
Ｖ＿ － ｌＮＯ ４ ｏ ３ ． ｌ
过调节电位器来获得精确的 １Ｋ具体 电路如图 ２所示 ： Ｏ，
进行相应 的调节 ，控制装置进行升温 或者降温 。 本系统在升 温 上采 用热风采 暖的方式 ，该方式设备简单、成本低、预热 时间短 ， 可通 过管道均 匀分 配到温室各个部位 ， 温室受热均 匀； 在降温上采 用蒸发降温装置 ， 根据温差大小启动不同的
降 温设 备 ，降温 效 果 好 。
科融为一体 ， 开发出功 能齐全 的完全智能化 的温室环境监控
系 统 ， 于 促 进 农 业 增 产 、增 收 ， 进 我 国农 业智 能 化 进 程 对 推
具有极 为重 要的意义 ，同时也具有很大 的市场商机 。
１ 系统 设计 方案
１ １系统 设 计 思 路 ．
本 系统 采 用 Ｓ Ｃ ２ ５ １ＡＤ 单 片机 为主 控 芯 片 ，该 单 Ｔ １Ｃ ４０
制 技术 、 讯技 术 、生物 技 术 以及 环 境 科 学等 多种 技 术 和 学 通
４￣ ０Ｃ到＋ ０Ｃ，具有线性好 、精度适 中、灵敏度高等优点。 ５￣
通 过信 号调 理 电路 ，将 电压 信 号 经 Ａ／ 变 换 后 传 送 给微 处 Ｄ
理器进行数 据处理 ， 发出输 出控制信号对相应 的温度调节器
Ａｐ ￣２０１ ０
大棚 温 室 环 境 监 控 系统 的设 计
杨利春
摘
张文昭
汪
贻
龙晓辉
刘
敏
（湖南科 技学院 电子工程系，湖 南永州 ４ ５ Ｏ ２ １０）
要 ：为 了更 好 地 控 制 大棚 温 室 环 境 ， 高作 物 产 量 ， 计 了 大棚 温 室环 境 监 控 系统 。系统 对 温 室大 棚 的 温度 、湿度 、 提 设
６ ５
电子技 术应 用。张文昭 （９ ８ ，女 ，硕士 ，高级实验师 ， １６ 一）
研 究 方 向 为 电子 技 术 与计 算 机 应 用 。
确 ，可 用一 个 ９６ 的 电 阻与 个 １ 电位 器 串联 ，然 后通 ． 产 生 的 电流来 测 量 光照 强 度 的 光照
作 者 简 介 ：杨 利 春 （９ ６ ） １８ 一 ，男 ，本 科 ，研 究 方 向 为
圈
在 设计测温 电路 时，首先应将 电流转换成 电压 ，由于 ＡＤ５ ０ 电流输 出元件 ，它的温度每升 高 １ ９为 Ｋ，电流就增加
１Ａ，当 Ａ ９ 的 电流 通 过 一 个 １Ｋ 的 电 阻 时 ，这 个 电阻 ｕ Ｄ５ ０ Ｏ 上 的压 降为 １ｍＶ，即 转 换 为 了 １ｍＶ Ｋ，为 了使 此 电阻 精 ０ ０ ／
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ １ Ｐ ７
文 献标 识码 ：Ａ
文 章编 号 ： １７ — ２ ９ （ ０ ０ ４ ０ ６ — ３ ６ ３ ２ １ ２ １ ）０ — ０ ５ ０
０ 引 言
我 国人多地 少 ， 人均 占有耕地 面积 不及世界 平均水 平的
三 分之 一 ，在 ２ 世 纪 未 来 一 段 时 间 内 ，中 国 的 人 口将 持 续 １ 增 长 ， 耕地 面积 却在 逐 年 减 少 ， 何 用较 少 的土 地 去 养 活 而 如 更多的人 口， 解决 这 一 尖锐 矛 盾 具 有 战 略意 义 。 物 受 地 域 作
温 度 控 制
湿 度 控 制
光 二氧 Ｌ Ｄ Ｃ 昭 化碳 控 显示 制 控制
片机 是一种 单时钟周期 （ 机器周期为 Ｉ ） Ｔ 、高速、低功耗、
超 强 干扰 的新 一 代 ８５ 单 片 机 ， ０１ 内部 集 成 ＭＡＸ８０专 用复 １
位 电路 ， ４路 Ｐ ＷＭ，８路高速 １ Ａ Ｄ转换 ，针对 电机控 ０位 ／