温室的环境温湿度控制系统的应用的设计.docVIP

温室的环境温湿度控制系统的应用的设计 　　[摘要]随着改革开放，坚持科学发展观，促进农业持续快速发展，特别是90年代以来，我国的设施园艺产业得到迅猛的发展，设施园艺被看作是21世纪最具活力的新产业。该控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。通过键盘先编制出温室花卉最适环境条件的管理程序表，存储于电子计算机的记忆装置中，计算机根据程序表确认、修正温室内的参数，并给终端控制系统指令。传感器向中央控制装置输送检测信息，根据中央控制装置的指令输出控制信号，实现温室环境调节。 　　[关键词]温室 传感器 自动控制 单片机 　　中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1120115－02 　　 　　随着改革开放，坚持科学发展观，促进农业持续快速发展，特别是90年代以来，我国的设施园艺产业得到迅猛的发展，以花卉为主的作为观赏和礼品的植物设施栽培在大江南北遍地开花，设施园艺被看作是21世纪最具活力的新产业。 　　温室是观赏植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类观赏花卉对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。 　　控制系统由中央控制装置、终端控制设备、传感器等组成。先编制出温室花卉各生育阶段最适环境条件的管理程序表，存储于电子计算机的记忆装置中，电子计算机根据程序表确认、修正温室内的参数，并给终端控制系统指令。终端控制设备向中央控制装置输送检测信息，根据中央控制装置的指令输出控制信号，使电器机械设备执行动作，实现温室环境调节。该系统可自动控制加热、加湿处理。根据需要，通过键盘将信息输入中央管理室，根据情况可随时调节环境。温室环境自动化控制系统在大型现代化温室的利用，是设施栽培高新技术的体现。 　　 　　一、温湿度控制系统硬件 　　 　　（一）硬件的基本组成 　　MCS-51系列单片机中的8031、6M晶震、30pF电容；共阳极七段数码显示管三个；按键一组5个；型号为WZB-003，分度号为BA2的铂热电阻变送器作为温度传感器；光耦合双向可控硅驱动器；型号为HM1500的湿度传感器；电磁继电器；8位模数转换器ADC0809；外部扩展EPROM 2764程序存储器；串并转换器74LS164；8位地址锁存器74LS373；蜂鸣报警器。 　　（二）硬件电路结构框图 　　 　　系统的硬件电路包括主机（8031）、温度检测、温度控制、湿度检测、湿度控制和人机对话（键盘/显示/报警）6个主要部分。图1-1为系统的结构框图。 　　先对各部分电路介绍如下： 　　（1）主机 　　选用MCS-51系列单片机中的8031单片机作为控制系统的核心，外部扩展ROM用EPROM 2764作为程序存储器。它的引脚的输入/输出电平既与TTL电平兼容，又与CMOS电平兼容。8031的晶震频率为6MHz。 　　（2）温度检测 　　这部分包括温度传感器、变送器和A/D转换三个部分。 　　温度传感器和变送器类型的选择与被控温度的范围和精度有关。型号为WZB-003，分度号为BA2的铂热电阻适用于0°C~500°C的温度测量范围，可以满足本系统的要求。 　　变送器将电阻信号转变成为与温度成正比的电压，当温度在0°C~500°C时，变送器送出0V~4.9V的电压。 　　A/D转换器件的选择主要是取决于温度的控制精度，本系统要求温度控制误差不大于2摄氏度，采用8位A/D转换器，其最大量化误差为1，完全能够满足精度要求。这里我们采用ADC0809作为A/D转换器。电路设计好后，调整变送器的输出，使0°C~500°C的温度变化对应于0V~4.9V的电压输出，则A/D转换的数字量为00H~FAH，即0~250，则转换结果乘以2正好是温度值。用这一方法，一方面可以减少标度转换的工作量，另一方面，还可以避免标度转换带来的误差。 　　（3）温度控制 　　加热器的控制用双向可控硅驱动器来实现，双向可控硅驱动器与加热器串接在交流220V市电回路中。单片机的P1.7口通过光隔离器和三极管驱动电路送到双向可控硅驱动器控制端，由P1.7口的高低电平来控制双向可控硅驱动器的导通与断开，从而控制加热器对温室进行加热、降温处理。 　　（4）湿度检测 　　这部分包括湿度传感器和A/D转换两个部分。湿度传感器类型的选择也与被控温度的范围和精度有关。 　　为使系统结构更加紧凑合理，以及降低成本，和湿度检测电路共用一个A/D转换器ADC0809。调整变送器的输出，使0%RH~100%RH的湿度变化对应于0V~4V的电压输出，则A/D转换的数字量为00H~64H（0%RH~100%RH） ，即0~100，采样检验结