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基于单片机的蔬菜大棚温度控制系统

作　者: 韩毓
导　师: 唐功友
学　校: 中国海洋大学
专　业: 计算机技术
关键词: 温室 单片机 温度传感器 温度控制 RS-485通信
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


目前应用于温室大棚的温度检测系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关及A/D转换器等组成的传输系统。这种温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,并且测量误差也比较大,不利于控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下,开发一种实时性高、精度高,能够综合处理多点温度信息的测控系统就很有必要。本文的主要设计思想是构建温室计算机分布式自动控制系统,由一台PC机与以单片机为核心的控制装置组成,采用总线式RS-485通信网络进行数据传输,通过读取实时和PC机中的历史存储的环境参数值来监测温室的运行情况。本文提出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。主要研究的内容概括如下：1、研究影响温室环境的温度参数及分析其调节控制方法。2、针对当今农业温室的研究热点-智能化温室控制系统进行研究,运用传感器技术、通讯技术、自动检测技术和微型计算机技术,研制了一套能实现对温室温度实时监测与控制的计算机分布式测控系统。3、详细描述了分布式的蔬菜大棚温度控制系统结构。该系统由上位机和下位机系统组成。上位机由RS485接口与下位机进行通讯,为用户提供良好的界面,方便进行人机交流,实现数据处理和参数设置。下位机是温室温度采集系统,它以AT89S51单片机为核心,完成控制功能,并可独立工作。4、完成了RS-485接口的方案设计,可以方便地进行远距离多节点通讯,实现多点的温度测控。5、用户可以根据需要设置参数,通过系统的自动调节作用使温室温度处于适宜作物生长的最佳值,当环境参数超限时,可以发出声光报警。6、对所取得的成果进行了总结,并对未来工作进行了展望。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 选题的背景  9
  1.2 选题的现实意义  9-11
  1.3 国内外研究现状  11-13
    1.3.1 国外研究现状  11-12
    1.3.2 国内研究现状  12-13
  1.4 本文主要研究内容  13-14
第二章 控制系统的总体设计  14-29
  2.1 控制系统设计目标  14-15
  2.2 控制系统整体结构  15-18
    2.2.1 控制系统整体构成  15-16
    2.2.2 系统工作原理  16-18
    2.2.3 系统主要技术指标  18
  2.3 硬件设备的选择  18-29
    2.3.1 单片机的选择  18-22
    2.3.2 温度传感器的选择  22-25
    2.3.3 RS-485通信设计  25-29
第三章 多路温度测控系统电路设计  29-38
  3.1 数字量输入电路  29-32
    3.1.1 DS18B20的测温原理  29-31
    3.1.2 温度传感器供电方式  31-32
    3.1.3 DS18B20与单片机的硬件接口设计  32
  3.2 输出控制控温设备电路  32-34
    3.2.1 开关量输出电路  32-33
    3.2.2 光电耦合器驱动固态继电器电路  33
    3.2.3 声光报警电路  33-34
  3.3 硬件看门狗电路  34-35
    3.3.1 单片机复位电路  34
    3.3.2 MAX813L芯片组成及特点  34-35
  3.3 键盘接口电路  35-36
    3.3.1 矩阵式键盘的结构  35
    3.3.2 按键的识别  35-36
  3.4 TC1602液晶模块与AT89S51接口  36-38
    3.4.1 TC1602液晶模块  36
    3.4.2 TC1602液晶模块与AT89S51接口  36-38
第四章 系统实验应用  38-47
  4.1 实验蔬菜大棚简介  38-41
    4.1.1 实验大棚结构特点  38
    4.1.2 实验大棚内温度特点  38-40
    4.1.3 实验大棚应用特点  40-41
    4.1.4 实验仪器分布  41
  4.2 系统预备实验  41-42
    4.2.1 温度传感器测试实验  41-42
    4.2.2 显示及报警实验  42
  4.3 上位机界面设计  42-44
    4.3.1 上位机控制系统的实现  42-43
    4.3.2 上位机主界面窗口  43
    4.3.3 上位机子界面窗口  43-44
  4.4 实验数据分析  44-47
    4.4.1 双位控制算法设计  44-45
    4.4.2 温度测试  45
    4.4.3 实验结论  45-47
第五章 系统中部分程序  47-55
  5.1 初始化  47-50
    5.1.1 初始化时序  47
    5.1.2 写时序  47-48
    5.1.3 读时序  48-50
  5.2 多路测量  50-55
    5.2.1 DS18B20序列号获得  50-52
    5.2.2 温度转换和读取  52-55
总结与展望  55-56
参考文献  56-58
致谢  58-59
个人简历  59-60
攻读硕士学位期间发表论文情况  60

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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