花窖温度湿度测控系统设计_自动控制毕业设计.doc

花窖温度湿度测控系统设计 第1章 绪论 1.1 选题的目的和意义 此系统设计的目的在于对花窖的温湿度控制实现自动化，科学化，通过分析监测数据，结合花卉生长发育的规律，控制环境条件，使花卉在不适宜生长发育的反季节中可获得比自然下室外生长更优良的环境条件，达到对花卉的优质，高产，时节的控制。 改革开放后，人们对生活质量的要求显著提高，对美丽的花卉的需求量也急剧上升，这种对养殖花卉为生计的园林工人是一个机遇，同时也是对传统的手工培养花卉是一个挑战，花卉一般都采用温室栽培，要充分利用好温室栽培这种高效技术，就需要一套科学的，先进的管理控制方法，用以对不同的花卉生长的各个时期所需的温度湿度等环境条件进行实时的监控。 由于我国从国外引入的自动温湿度测控系统侧重点与我国气候特征不相匹配，而且引进投资高，运行维护费用高，因此难于在我国花卉市场推广应用。因此，根据我国环境条件自主设计低成本的高效率的花卉温湿度控制系统对加快我国花房产业的现代化水平及提高温室的经济效益都有重要的意义。 植被栽培技术： 植被的“设施栽培”，即“保护地栽培”。它是指在某种类型的保护设施内（如阳畦、温室、等），认为的创造是一直被生长的最佳环境条件，在不同季节内，尤其是不利于植被生长的季节进行植被栽培的一种措施。设施栽培是人类利用自然、改造自然的一种创造行为。由于涉室内的条件可以实现人为控制，使得植被可以周年生产。玻璃温室和塑料薄膜温室出现后，植被生产出现了划时代的变化。现在人们可以根据自己的意愿，随时生产出所需的各种植被。可以说这是“设施栽培”的功劳。 在不利于植被生长的自然环境中，温室能够创造适宜植被生长发育的条件。 温室环境的调节主要包括三个方面： 温度：根据植被生的适宜温度进行温室温度调节，若低于下限温度则采取升温措施，通常采取电热增温和火力增温，火力增温较为方便。若高于上限温度则采取降温措施，通常通过水管降温和风扇降温。 日光：这饮食调节光照强度的最好方法，其具体做法是加盖这样草或草席，这种方法兼有降温效果。 湿度：为满足植被对湿度的要求，可以在地上、台阶、盆壁洒水，可以在空中悬挂湿布，以增加水分的蒸发，最好的方法是设置自动喷雾装置，自动调节湿度。如果湿度过大，容易导致植被被病害，可以采用通风的办法来降低湿度，而且最好在室温与气温相差不大的时候进行。 （此设计侧重于温湿度的信息采集处理，光照不予考虑，控制环节以继电器式工作） 1.2 研究现状 国外关于温室温湿度的测控系统多为针对大型花窖、及其他作物生产场合。而国内对于温湿度自动控制的需求主要以小型花卉培养为主，对于温度要求波动在2.5℃内，湿度波动在10%。 随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温湿度因素，许多产品对温湿度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温湿度检测仪器大都是单点测量，同时还有温湿度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温湿度变化及能够综合处理多点温湿度信息的测量系统就很有必要。 常用的控制温湿度的方法有一下几种：第一，使用EDA技术，通过逻辑判断实现对当前温湿度与设定值的对比实现控制，但逻辑关系复杂，温湿度转换需要较复杂的芯片，对硬件的需求较大，而逻辑关系可以通过软件在芯片内模拟，所以这种方法放弃。第二，使用51系列单片机进行数据处理及控制，联合8279实现键盘输入与显示功能。此方案的优点在于结构简明，可以基本实现课题的指标要求，但是缺乏功能的扩展性，数码管显示易于操作但是无法显示图标曲线类复杂的信息。有待考证。第三，使用类似于方案二的设计，但加入上下位机概念，通过RS232实现单片机与上位PC机之间的数据传输，在PC机实现数据的存储与曲线显示功能。 对比之下，方案三设计较前两个合理，可以很好的实现曲线显示功能，PC机便于控制。 本课题研究的目的在于针对国内的花窖的特点，进行多点测量，整体控制，对于不同花卉进行可调节的温湿度控制，是花窖温湿度在允许范围内波动，并且有缓冲区域，达到降低能耗的目的。 了解花窖温度湿度的监测与控制方法，了解指标要求设计温湿度测控系统。以单片机为核心的器件、构成系统选择温度湿度的感受器实现对花房内的温度湿度进行多点检测，对其进行加温加湿设备进行控制，维持花房内温湿度负荷指标要求。 第2章 系统的硬件系统设计 2.1 系统的硬件组成框图 本系统为一个全自动的花窖温湿度巡回检测与控制系统，由以下几部分组成：AT89C51单片机，温湿度传感器，8255并行口电路A/D转换器变送器，驱动电路报警和显示电路组成，其接口部分包括单片机外扩展的数据存储器6264一片和地址锁存器74LS373，系统的组成如图2-1所示： 图 2-1 硬件组成框图 2.1.1 系统的工作原理 在应用程序的作用下，首先对8255进行初始化，设定工作方式0。PA口PB口PC口