智能温室大棚_开题报告

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二、课题的主要研究内容和实施方案 1.主要研究内容 本设计以AT89C51单片机的温度、湿度测量和控制系统为核心来对温湿度进行实时巡检。单片机能独立完成各自功能，同时能根据主控机的指令对温度进行定时采集。测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机的串行口和 RS-232总线通信协议能把温室中的温度、湿度等参数及时上传至上位机，并与设定值进行比较，与设定值不符时采取相应的处理措施，以实现恒温恒湿环境。 在设计的过程中充分考虑到性价比和精度，在选用低价格、通用元件的的基础上，尽量满足设计要求，并使系统具有高的精度。本控制系统以单片机的控制为核心，实时监测环境的温度和湿度，并设定了这两个参数的上下限定值，并具有相应的报警系统，当超过设定的限定值时，单片机控制报警系统进行报警，而且同时驱动继电器打开相应的开关使相应的执行机构运行。当参数值恢复到设定值范围内时，单片机控制执行机构停止运行。从而使环境的温湿度在一定的范围内得到控制。 本设计主要内容包括以下几个方面： 1、选择适合的两种传感器，设计相应的信号采集和处理电路。 2、掌握AT89C51单片机的主要功能和特性，以其为核心设计控制系统。 3、设计简单的人机对话接口系统，如键盘、显示、报警等。 4、利用RS232实现单片机与上位机的通信。 5、实现系统的可靠性和抗干扰性。 2.实施方案 1)植物的生长是在一定环境中进行的 ,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温度、湿度和光照度。环境中昼夜的温度、湿度和光照度的变化大 ,对植物生长极为不利。现代温室有内外遮阳系统、加温系统、自然通风系统、湿帘风机降温系统、补光系统、补气系统、环流风机、灌溉系统、施肥系统、自动控制系统等常用的环境系统，能够对植物的生长进行合理的控制 ,而如何才能合理地控制这些配套设备的运作和协同则需要有一套完善的硬、软件温室系统进行控制。因此 ,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温室大棚测控系统。该系统由单片机对温度、湿度等参数进行巡回测量 ,并对测量的结果进行优化补偿 ,并进行调控 ,此外主控制器还可以同时完成系统参数测量 ,数据存储等，硬件总体设计结构如图2.1所示。由图2.1可知 ,整个系统采用 STC89C58RD +单片机为处理核心 ,通过温室现有的各种传感器检测温室的温度、湿度、光照度等环境因素 ,经由控制系统的 8路模拟量、数字量输入接口 参考资料

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传输到 CPU中,并与系统设定值进行比较、判断、处理以及相关数据的存储。然后将 CPU处理后各种控制结果通过16路开关量输出口传送到电机和电磁阀等执行机构上,从而实现对温室的控制。温室独立控制系统上还包扩各种人机界面和数据传输接口,实现了人机交换方式以及实时参数的设定。本控制系统采用宏晶科技公司生产STC51系列单片机控制器 ( STC89C58RD + )。该单片机具有强加密性,无法解密，具有超强的抗干扰性能,且芯片内部自带看门狗。STC89C58RD +单片机最高时钟频率为0～80MHz,32k的Flash存储器、1280字节的RAM、拥有P4口适合需要多I/O的系统设计、16k字节的E2PROM可以提供比其它单片机更多的存储空间。其不需要依靠任何烧录器 ,直接通过电脑上的串口以ISP方式进行烧录。这种单片机的烧录方式操作简单容易 ,程序的调试灵活 ,修改方便 ,且不受地域、时间和环境的影响和限制 ,可为以后产品的改进和升级提供方便。 通风系统执行电机温湿度传感器LCD光照度传感器………土壤含水率传感器路模拟量和路数字量输入接口8CPU路开光量输出接口加热系统执行机构168键盘接口………湿连水泵RS232RS485 图2.1总体结构图 2）系统硬件结构 整个系统采用模块化设计，硬件结构由传感器和单片机、控制装置组成，传感器将物理参量转换为电压并完成信号的调理，再送人模数转换器ADC0809 ,由下位单片机AT89S51读取，单片机将数据通过485总线送给上位机，上位机设有显示功能，根据预先设置的参数决定要采取的措施，并将信息传给下位机，由下位机控制通风和喷灌装置，也可以通过键盘强制控制。智能温室大棚控制系统的组成基于两个方面：单栋温室大棚控制系统和集约化生产连栋温室大棚控制系统。后者建立在前者的基础上，前者适于我国农村个体经营的现状。对于单栋温室大棚控制系统，设置了独立的控制和显示等功能，并设置了RS-232 和 RS-485 参考资料

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通讯接口，便于和上位机通信，实现集散控制系统，其模式如图2.2。另外，在设计过程中考虑到农生产的特点，每个系统的各部分接口都作了模块化设计，并增加备用接口和功能，便于大棚生产重建和生产场地的变化，也增加了系统的通用性，扩大了适用范围。 大棚1上位机通信接口大棚2 大棚n-1大棚n图2.2集散控制系统实现 3）温室大棚的硬件组成 温室大棚的硬件组成原理如图2.3所示： 湿度传感器74HCD4051P1空气湿度传感器测温放大器程控放大器P2键盘显示HD7279AAT89C51土壤含水率传感器其他传感器转换器A/DP0驱动电路通讯口MAX813继电器MAX338调光P1储存器 图2.3 温室大棚系统的主要硬件组成原理图 参考资料

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三、进度按排 2013年3月6号——2013年3月19号：查阅十篇中文文献和五篇英文文献，写文献综述，课题的主要研究内容和实施方案，画整体流程图，写开题报告。 2013年3月20号——2013年5月3号：由课题研究可以焊接硬件系统，根据具体的工作流程设计软件系统，了解整个课题研究从而开始写论文。 2013年5月4号——2013年5月10号：中期检查。 2013年5月11号——2013年5月24号:完善中期检查出现的问题，修改完整论文，图纸，有硬件系统的可以调试完成。 2013年5月25号——2013年5月31号：结束论文并交老师检查。 2013年6月1号——2013年6月9号：准备材料答辩。 2013年6月10号——2013年6月14号：开始系里答辩。 2013年6月17号——2013年6月21号:答辩较好者可以获得校内答辩

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