温室环境控制系统
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温室 环境控 制 系统
哈 尔滨电气集团阿城继 电器有 限责任公 司 于 凯
【 摘 要 】针 对 传 统温 室 有 线 数 据 采 集 系 统 存 在 着 成 本 较 高 、 可 靠 性 和 移 动 性 较 差 等 问题 ，提 出 了 一种 应 用 无 线 技术 组建 温 室 数据 采 集 系 统 的 设计 和 应 用 方 案 。 通
过 无 线 收 发 模 块 实 现 温 室 内各 种 生 长 环 境检 测 传 感 器 无 线化 ， 从 而 实 现 温 室 内作 物 生 长 环 境 的 无 线 智 能 调 控 ，为 解决 传 统 温 室有 线 系 统 的 局 限性 提 供 了技 术 措 施 ；该 系 统操 作 简单 ，具 有 人 性 化 。 为 提 高 温 室 环 境 信 息 管 理 自动 化 程 度 和 设 施 农 业 种 植 决 策提 供 依 据 ，从 而 提 高 了温 室 生 产 的技 术 水 平 ， 减 轻 了劳 动 强 度 ，提 高 了劳 动 效 率 。 众所 周 知 ， 光 、 温 度 、 湿 度 是 农 业 生 产 不 可 缺 少 的 因 素 ，所 以本 设 计 将 其 作 为 重 点 数据 来 处 理 。 首 先 ， 对 温 度 、 湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 传 感 器 的 发
Ｐ Ｔ Ｒ ２ ０ ０ ０ 、ＭＡ ￣３ ２ 、Ｉ Ｖ Ｌ Ａ Ｘ ６ ９ ２ 等的结构特点进行 了简单 的介绍 ；最后 ，从硬件和软件 两方面详细讲述 了对温室各项指标 控制的过程。
【 关 键 词 】温 室 ；数 据 采 集 系 统 ； 无 线 收发 模 块
１ ． 绪 论 １ ． １引 言 随 着 社 会 的 进 步 和 工 农 业 生 产 技 术 的 发 展 ， 许 多 产 品对 生 产 和 使 用 环 境 的 要 求 越 来 越 严 ， 人 们 对 温 度 、 湿 度 、 光 强 、 二 氧 化 碳 浓 度 等 环 境 因素 的 影 响 越 来 越 重 视 了 。 为 此 ， 本 文 以农 业 技 术 发 展 为 目 的开 发 了 一 种 智能 控 制 系 统 。 众 所 周 知 温 度 、 湿 度 、二 氧 化 碳 浓 度 是 农 业 生 产 不 可 缺 少 的 因 素 ，所 以本 设 计 将 其 作为 重点数据来处 理。在现代检测技 术中， 传 感 器 技 术 和 计 算 机 技 术 是 必 不 可 少 的 两 个 方面 。 计 算 机 对 数 据 有 很 强 的 处 理 能 力 ，但 对 非 电 量 和 模 拟 信 号 是 无 能 为 力 的 。 如 果 没 有 各 种 精 确 可 靠 的传 感 器 去 检 测 非 电 量 和 模 拟 信 号 并 提 供 真 实 的 信 息 ，那 么 微 型 计 算 机 就 无 法 发 挥 其 应 有 的 作 用 。传 感 器 把 非 电量 转 换 为 电量 ，经 过 放 大 处 理 后 ，转 换 为 数 字 量 输 入 微 型 计 算机 ， 由 微 型 计 算 机 对 信 号 进 行 分 析 处 理 。从 而 传 感 器 处 理 技 术 与 微 型 计 算机 技 术 结 合 起 来 ， 对 自动 化 、信 息 化 和 智 能化 起 到重 要 作 用 。 本 设 计 以Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 单 片 机 为 核 心 来 对 多 点 温 度 、 湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 进 行 实 时 检 测 。 各 检 测 单 元 能 独 立 完 成 各 自功 能 ， 同时 能根 据 主 控 机 的指 令 对 温 度 、湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 进 行 采 集 。 测 量 结 果 不 仅 能在 本 地 显 示，而 且可 以由Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 单 片 机 将 采 集 的 数 据 传 送 到 主 控 机 ， 以进 行 进 一 步 的 处 理 。 主 控 机 负 责控 制 指 令 的 发 送 ， 以 控 制 各 个 从 机 的 温 度 、湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 采 集 ，收 集 测 量 数 据 。主 控机 与 各 从 机 之 间 也 能 够 通 过 无 线 收 发 模 块 进 行 相 互 联 系 、相 互 协 调 ，从 而达 到 系 统 整 体 统 一 、和 谐 的效 果 。 １ ． ２ 课 题 研 究 背 景 近２ ０ 年 来 ，农 业 设 施 在 我 国 得 到 了突 飞 猛 进 的 发 展 ， 设 施 类 型 也 由季 节 性 的 简 易拱 棚 逐 步 在 向 常 年 性 的 温 室 方 向 发 展 。 但 是 与 欧 洲 发 达 国 家 相 比 ，我 国温 室 的 智 能 化 水 平 还 比较 低 ，现 有 温 室 大 都 以有 线 接 入 为 主 。 现 代 温 室 的 数 据 采 集 系 统 是 实 现 其 生 产 自动 化 、 高 效 化 的 最 关 键 、最 为重 要 的 环 节 ，传 统 的 传 感 器 数 据 采 集 系 统 采 用 导 线 连 接 ，在 传 感 器 至 信 号 处 理 器 之 间 需要 大 量 电缆 。温 室 环 境 不 同 于 其 他 环 境 ，在 温 室 中 大 量 布 线 是 十 分 困难 的 。 为 此 ，在 温 室 中 应 用 基 于 无 线 技 术 的传 感 器 ， 将 有 助 于解 决 原 有 有 线 系
展 现 状 、 发 展 趋 势 做 了简 单 综 述 ； 然 后 ，介 绍 了 系统 的工 作 原 理 和 设 计 方 法 ， 对在 控 制过 程 中 主要 应 用 的ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 、ＴＧ￥ ４ １ ６ ０ 、Ｓ ＨＴＩ １ 、Ｌ Ｃ Ｄ显 示 器 及Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 、
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温室 环境控 制 系统
哈 尔滨电气集团阿城继 电器有 限责任公 司 于 凯
【 摘 要 】针 对 传 统温 室 有 线 数 据 采 集 系 统 存 在 着 成 本 较 高 、 可 靠 性 和 移 动 性 较 差 等 问题 ，提 出 了 一种 应 用 无 线 技术 组建 温 室 数据 采 集 系 统 的 设计 和 应 用 方 案 。 通
过 无 线 收 发 模 块 实 现 温 室 内各 种 生 长 环 境检 测 传 感 器 无 线化 ， 从 而 实 现 温 室 内作 物 生 长 环 境 的 无 线 智 能 调 控 ，为 解决 传 统 温 室有 线 系 统 的 局 限性 提 供 了技 术 措 施 ；该 系 统操 作 简单 ，具 有 人 性 化 。 为 提 高 温 室 环 境 信 息 管 理 自动 化 程 度 和 设 施 农 业 种 植 决 策提 供 依 据 ，从 而 提 高 了温 室 生 产 的技 术 水 平 ， 减 轻 了劳 动 强 度 ，提 高 了劳 动 效 率 。 众所 周 知 ， 光 、 温 度 、 湿 度 是 农 业 生 产 不 可 缺 少 的 因 素 ，所 以本 设 计 将 其 作 为 重 点 数据 来 处 理 。 首 先 ， 对 温 度 、 湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 传 感 器 的 发
Ｐ Ｔ Ｒ ２ ０ ０ ０ 、ＭＡ ￣３ ２ 、Ｉ Ｖ Ｌ Ａ Ｘ ６ ９ ２ 等的结构特点进行 了简单 的介绍 ；最后 ，从硬件和软件 两方面详细讲述 了对温室各项指标 控制的过程。
【 关 键 词 】温 室 ；数 据 采 集 系 统 ； 无 线 收发 模 块
１ ． 绪 论 １ ． １引 言 随 着 社 会 的 进 步 和 工 农 业 生 产 技 术 的 发 展 ， 许 多 产 品对 生 产 和 使 用 环 境 的 要 求 越 来 越 严 ， 人 们 对 温 度 、 湿 度 、 光 强 、 二 氧 化 碳 浓 度 等 环 境 因素 的 影 响 越 来 越 重 视 了 。 为 此 ， 本 文 以农 业 技 术 发 展 为 目 的开 发 了 一 种 智能 控 制 系 统 。 众 所 周 知 温 度 、 湿 度 、二 氧 化 碳 浓 度 是 农 业 生 产 不 可 缺 少 的 因 素 ，所 以本 设 计 将 其 作为 重点数据来处 理。在现代检测技 术中， 传 感 器 技 术 和 计 算 机 技 术 是 必 不 可 少 的 两 个 方面 。 计 算 机 对 数 据 有 很 强 的 处 理 能 力 ，但 对 非 电 量 和 模 拟 信 号 是 无 能 为 力 的 。 如 果 没 有 各 种 精 确 可 靠 的传 感 器 去 检 测 非 电 量 和 模 拟 信 号 并 提 供 真 实 的 信 息 ，那 么 微 型 计 算 机 就 无 法 发 挥 其 应 有 的 作 用 。传 感 器 把 非 电量 转 换 为 电量 ，经 过 放 大 处 理 后 ，转 换 为 数 字 量 输 入 微 型 计 算机 ， 由 微 型 计 算 机 对 信 号 进 行 分 析 处 理 。从 而 传 感 器 处 理 技 术 与 微 型 计 算机 技 术 结 合 起 来 ， 对 自动 化 、信 息 化 和 智 能化 起 到重 要 作 用 。 本 设 计 以Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 单 片 机 为 核 心 来 对 多 点 温 度 、 湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 进 行 实 时 检 测 。 各 检 测 单 元 能 独 立 完 成 各 自功 能 ， 同时 能根 据 主 控 机 的指 令 对 温 度 、湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 进 行 采 集 。 测 量 结 果 不 仅 能在 本 地 显 示，而 且可 以由Ｃ ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 单 片 机 将 采 集 的 数 据 传 送 到 主 控 机 ， 以进 行 进 一 步 的 处 理 。 主 控 机 负 责控 制 指 令 的 发 送 ， 以 控 制 各 个 从 机 的 温 度 、湿 度 、 二 氧 化 碳 浓 度 采 集 ，收 集 测 量 数 据 。主 控机 与 各 从 机 之 间 也 能 够 通 过 无 线 收 发 模 块 进 行 相 互 联 系 、相 互 协 调 ，从 而达 到 系 统 整 体 统 一 、和 谐 的效 果 。 １ ． ２ 课 题 研 究 背 景 近２ ０ 年 来 ，农 业 设 施 在 我 国 得 到 了突 飞 猛 进 的 发 展 ， 设 施 类 型 也 由季 节 性 的 简 易拱 棚 逐 步 在 向 常 年 性 的 温 室 方 向 发 展 。 但 是 与 欧 洲 发 达 国 家 相 比 ，我 国温 室 的 智 能 化 水 平 还 比较 低 ，现 有 温 室 大 都 以有 线 接 入 为 主 。 现 代 温 室 的 数 据 采 集 系 统 是 实 现 其 生 产 自动 化 、 高 效 化 的 最 关 键 、最 为重 要 的 环 节 ，传 统 的 传 感 器 数 据 采 集 系 统 采 用 导 线 连 接 ，在 传 感 器 至 信 号 处 理 器 之 间 需要 大 量 电缆 。温 室 环 境 不 同 于 其 他 环 境 ，在 温 室 中 大 量 布 线 是 十 分 困难 的 。 为 此 ，在 温 室 中 应 用 基 于 无 线 技 术 的传 感 器 ， 将 有 助 于解 决 原 有 有 线 系
展 现 状 、 发 展 趋 势 做 了简 单 综 述 ； 然 后 ，介 绍 了 系统 的工 作 原 理 和 设 计 方 法 ， 对在 控 制过 程 中 主要 应 用 的ＤＳ １ ８ Ｂ ２ ０ 、ＴＧ￥ ４ １ ６ ０ 、Ｓ ＨＴＩ １ 、Ｌ Ｃ Ｄ显 示 器 及Ｃ８ ０ ５ １ Ｆ ０ ２ ０ 、