蔬菜大棚温湿度的控制系统设计(1)

1摘要随着大棚技术的普及，温室大棚数量不断增多，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温湿度控制。温湿度太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长，所以要将温湿度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。传统的温度控制是在温室大棚内部悬挂温度计，工人依据读取的温度值来调节大棚内的温度。如果仅靠人工控制既耗人力，又容易发生差错。现在，随着农业产业规模的提高，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性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。本论文主要阐述了基于AT89C51单片机的西红柿大棚温湿度控制系统设计原理，主要电路设计及软件设计等。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，SHT10作为温湿度数据采集系统，可对执行机构发出指令实现大棚温湿度参数调节，具有上下位机直接设置温湿度范围，温湿度实时显示等功能。上位机采用Delphi软件进行编写，用户界面友好，操作简单，可以根据大棚西红柿生长情况绘制成简明直观的作物生长走势图，从而容易得出最适合作物生长的温湿度值。关键词：AT89C51，SHT10，蔬菜大棚，温湿度，控制系统，传感器AbstractWiththepopularizationoftrellistechnology,greenhousetrellisanever-growingnumber,forvegetableshedspeaking,oneofthemostimportantmanagementfactoristhetemperatureandhumiditycontrol.Temperatureistoolow,thevegetableswillfreezetodeathorstopgrowing,sowillalwayscontroltemperatureandhumidityinasuitablevegetablegrowthrange.Traditionaltemperaturecontrolisingreenhousetrellisinternalhangingathermometer,workersaccordingtoregulatethetemperaturereadingthetemperatureinsidetheshelter.Ifonlyby2artificialcontrolbothconsumptionmanpower,andeasytoplaceregularorders.Now,withtheimprovementofagriculturalindustryscale,forlargerquantityoftrellis,traditionaltemperaturecontrolmeasureswillshowgreatbureausex.Therefore,inmodernvegetableshedmanagementzhongtongoftentemperatureandhumidityautomaticcontrolsystem,inordertocontrolthetemperature,adapttothetrellisvegetableproductionneeds.ThisthesismainlyelaboratedbasedonAT89C51tomatoescanopytemperatureandhumiditycontrolsystemdesignprinciple,maincircuitdesignandsoftwaredesign,etc.ThissystemUSESAT89C51singlechipmicrocomputerascontroller,SHT10astemperatureandhumiditydataacquisitionsystem,maytotheactuatordirectivesrealizetrellistemperatureandhumidityparametersadjustment,hastheupperandlowerlevelcomputerdirectlysettemperaturerange,temperatureandhumidityreal-timedisplay,andotherfunctions.PCusingDelphisoftwaretocompile,userfriendlyinterface,easyoperation,canaccordingtoshedtomatogrowthsituationblazonedwithsimple,directsimulationsofcropgrowth,thuseasytodrawthemostsuitableforcropgrowthoftemperatureandhumidityvalue.Keywords：AT89C51，SHT10，vegetableshed，Temperatureandhumidity，ControlSystem，sensor3目录第1章绪论..................................................................11.1系统设计背景...............................................................11.2系统功能、优势及特点.......................................................1第2章设计内容...............................................................42.1总体方案的设计.............................................................42.1.1设计思想...............................................................42.1.2系统组成及框图.........................................................52.2系统主要电路的设计.........................................................62.2.1主要芯片89C51的功能及引脚图...........................................62.2.2温湿度检测电路的设计...................................................82.2.3复位电路的设计........................................................142.2.4温湿度调节系统的设计..................................................152.2.5SHT10数据采集程序....................................................15第3章系统软件的设计........................................................183.1上位机软件设计............................................................183.2通信模块软硬件设计........................................................193.2.1通信硬件设计..........................................................203.2.2通信软件设计..........................................................203.3系统主程序................................................................21结束语.......................................................................22参考文献.....................................................................23蔬菜大棚温湿度控制系统设计1第1章绪论1.1系统设计背景植物的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对植物生长影响最大的是环境中的温度和湿度。环境中昼夜的温度和湿度变化大，其对植物生长极为不利。因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合植物的生长，提高其产量和质量。本系统就是利用价格便宜的一般电子器件来设计一个参数精度高，控制操作方便，性价比高的应用于农业种植生产的西红柿大棚温湿度测控系统。西红柿属于喜温作物，但不喜高温。据实验：白天27℃，夜晚17℃，温差保持在10℃情况下，番茄生长最快。进入开花期，应加大通风量。上午棚内温度升到20℃，要逐渐打开通风口，降温排湿。从开花至浇催果水之前，棚温不要超过28℃。下午当棚温降至20℃时将通风口关闭。本系统主要完成对西红柿大棚内温度和湿度等参数的采集、存储，并具有向监控中心传送数据以及执行监控中心的指令等功能。本系统温湿度的监控包括以下步骤：感应环境温湿度；判断感应到的温湿度是否异常；若感应到的温湿度异常，判断异常是否超过预设时间；若异常超过预设时间，则输出异常信号至主控机；异常报警；判断异常是否处理完毕；以及若异常处理完毕，解除报警。并可以利用控制器和主控机来达到机房温湿度的远程控制，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温湿度自动控制系统，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。它以先进的技术和现代化设施，人为控制作物生长的环境条件，使作物生长不受自然气候的影响，做到常年工厂化，进行高效率，高产值和高效益的生产。1.2系统功能、优势及特点该检测系统充分利用AT89C51单片机的软、硬件资源,辅以相应的测量电路和SHT10数字式集成温湿度传感器等智能仪器,能实现多任务、多通道的检测和输出。并且通过RS232接口实现与上位PC机的连接,进行数据的分析、处理和存储及打印输出等。它具有测量范围广、测量精度高等特点,前端测量用的传感器类型蔬菜大棚温湿度控制系统设计2可在该基础上修改为其他非电量参数的测量系统。温湿度检测系统采用SHT10为温湿度测量元件。系统在硬件设计上充分考虑了可扩展性,经过一定的添加或改造,很容易增加功能。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，利用RS485总线将传感器信息送给485转232的转换器，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。与此同时，监控中心可向现场控制器发出控制指令，监测仪根据指令控制风机、水泵、等设备进行降温除湿，以保证大棚内作物的生长环境。监控中心也可以通过报警指令来启动现场监测仪上的声光报警装置，通知大棚管理人员采取相应措施来确保大棚内的环境正常。1.2.1系统功能及优势1.系统优越性：系统结构清晰，高度集成化，安装、操作简单，适用于各类使用环境，操作界面充分考虑客户个性化需求，系统运行稳定性好。2.自动记录:实时更新并自动记录温湿值，所有温湿度历史记录及相关数据真实可靠，存储方式专用3.易于查询:查询任何该蔬菜温室内的固定测点及移动测点的温湿度历史数据记录、温湿度历史曲线、温湿度预警信息、温湿度超限信息、超限处理措施