現(xiàn)代大棚溫室溫濕度控制系統(tǒng)方案設(shè)計

1、現(xiàn)代大棚溫室溫濕度控制系統(tǒng)方案設(shè)計介紹了一種以單片機為核心的溫濕度控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對溫室內(nèi)溫度、濕度兩項主要參數(shù)的自動檢測及顯示，由鍵盤輸入兩項參數(shù)的參考值，系統(tǒng)模糊邏輯控制相應(yīng)爐、泵通斷，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度，使其趨于參考值。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，可解決實際應(yīng)用中的問題。引言隨著社會對于鮮花和熱帶苗木需求的不斷增加，各種溫室大棚的數(shù)量也在不斷增加。這些溫室大棚有的雖然安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和降溫設(shè)備，但對于溫濕度的測量和設(shè)備的操作大多還是由人工來完成的。當溫室較大時，操作人員的勞動強度很大。本系統(tǒng)是針對國內(nèi)目前溫室大棚溫濕度管理而設(shè)計的，可完成對溫室內(nèi)溫濕度的自動測量和調(diào)節(jié)，初步實現(xiàn)了溫室大

2、棚的自動化管理，大大降低了勞動強度。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)組成框圖本系統(tǒng)以為核心，結(jié)構(gòu)圖如圖所示。系統(tǒng)監(jiān)控過程（）測試大棚內(nèi)的瞬時溫度及濕度并顯示。（）根據(jù)檢測到的各參數(shù)與設(shè)定值的偏差以及偏差變化率對電爐、噴泵進行控制，實現(xiàn)對溫室內(nèi)溫濕度的調(diào)節(jié)。（）如果兩項參數(shù)中有一項參數(shù)偏離給定值太多，系統(tǒng)將發(fā)出報警并反復(fù)檢測參數(shù)且顯示。（）自診斷、自恢復(fù)及報警電路用于檢測系統(tǒng)運行是否正常，如果出現(xiàn)異常則報警并使系統(tǒng)自動復(fù)位。硬件子系統(tǒng)設(shè)計從圖可看出，本系統(tǒng)以單片機為核心，包括：數(shù)據(jù)采集電路、開關(guān)量輸出通道、鍵盤顯示器電路和自診斷自恢復(fù)報警電路。數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集及轉(zhuǎn)換電路由、運算放大器、等組成，如圖所示。由采

3、集的溫濕度數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送到單片機的特定單元，然后一部分送去顯示，另一部分與設(shè)定值進行比較，通過控制算法獲得控制量經(jīng)單片機輸出去電爐或者噴泵。開關(guān)量輸出通道接口本系統(tǒng)的開出通道共條，采用光電隔離技術(shù)分別控制三個電爐、三個噴灌泵和一個報警電路。鍵盤顯示器電路本系統(tǒng)采用個七段顯示器及個八段顯示器，八段顯示器可以顯示小數(shù)點兒。鍵盤、顯示器放在一起，受芯片控制。鍵盤設(shè)置個鍵，鍵盤的列掃描線由口提供，行掃描線由、提供，列掃描線從左到右的編號為、，行掃描線順序從，個鍵的編號為，兩個高值鍵備用，個鍵的鍵值相應(yīng)為，。顯示器采用掃描顯示方式。自診斷自恢復(fù)電路因為系統(tǒng)總是循環(huán)運行的，每一次的循環(huán)時間是固定

4、的，當診斷電路檢測到系統(tǒng)運行超時就報警并自動復(fù)位。報警由程序控制蜂鳴器電路實現(xiàn)?？刂撇呗缘脑O(shè)計由于本系統(tǒng)所要控制的溫室內(nèi)溫度、濕度參數(shù)只要求在某一范圍內(nèi)即可，所以并不需要嚴格要求各個參數(shù)的某一具體值。例如：目前本系統(tǒng)所應(yīng)用的溫室里，其技術(shù)指標如下：溫度：給定值濕度：給定值在控制溫室內(nèi)的兩項參數(shù)時，可根據(jù)專家經(jīng)驗，采用模糊化方法，故本系統(tǒng)采用了模糊控制策略，這樣即適應(yīng)溫室主人的工作經(jīng)驗，也可以節(jié)省能源。本系統(tǒng)在控制各參數(shù)時，都是通過調(diào)整三個同樣的爐、泵來達到目的，這樣不僅有效而且更加安全可靠。因為用單一爐、泵控制時，若發(fā)生故障，易造成影響收成的損失，而本控制方式大大降低了這種可能性。結(jié)論本文提出

5、的溫濕度控制系統(tǒng)經(jīng)濟、可靠、靈活、穩(wěn)定而且易于維護和擴展，目前已經(jīng)投入運行，且運行狀況良好。表和表給出了從某使用本系統(tǒng)的溫室現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)。附錄托普物聯(lián)網(wǎng)簡介托普物聯(lián)網(wǎng)是浙江托普儀器有限公司旗下的重要項目。浙江托普儀器是國內(nèi)領(lǐng)先的農(nóng)業(yè)儀器研發(fā)生產(chǎn)商，依據(jù)自身在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)實力，和自主研發(fā)的配套設(shè)備，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域嶄露頭角！托普物聯(lián)網(wǎng)以客戶需求為源頭，結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技、通信技術(shù)、計算機技術(shù)、gis信息技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，竭誠為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產(chǎn)品與端到端的解決方案。主要有：大田種植智能解決方案、畜牧養(yǎng)殖管理解決方案、食品安全溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產(chǎn)養(yǎng)殖管

6、理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。托普物聯(lián)網(wǎng)三大系統(tǒng)產(chǎn)品我們知道物聯(lián)網(wǎng)主要包括三大層次，即感知層、傳輸層和應(yīng)用層。因此托普物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品主要以這三個層次延伸，涵蓋了感知系統(tǒng)（環(huán)境監(jiān)測傳感設(shè)備）、傳輸系統(tǒng)（數(shù)據(jù)傳輸處理網(wǎng)絡(luò)）、應(yīng)用系統(tǒng)（終端智能控制平臺。）托普物聯(lián)網(wǎng)模塊化智能集成系統(tǒng)托普物聯(lián)網(wǎng)依據(jù)自身研發(fā)優(yōu)勢，開發(fā)了多種模塊化智能集成系統(tǒng)。1、傳感模塊：即環(huán)境傳感監(jiān)測系統(tǒng)。它依據(jù)各類傳感設(shè)備可以完成整個園區(qū)或完成對異地園區(qū)所需數(shù)據(jù)監(jiān)測的功能。2、終端模塊：即終端智能控制系統(tǒng)。它可以完成整個園區(qū)或遠程控制異地園區(qū)進行自動灌溉、自動降溫、自動開啟風(fēng)機，自動補光及遮陽，自動卷簾，自動開窗關(guān)窗，自動液

7、體肥料施肥、自動噴藥等各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的自動控制。3、視頻監(jiān)控模塊：即實時視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要是通過監(jiān)控中心實時得到植物生長信息，在監(jiān)控中心或異地互聯(lián)網(wǎng)上既可隨時看到作物的實時生長狀況。4、預(yù)警模塊：即遠程植保預(yù)警系統(tǒng)。可以通過聲光報警、短信報警、語音報警等方式進行預(yù)警。5、溯源模塊：即農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品從種植準備階段、種植和培育階段、生長階段、收獲階段等對作物生長環(huán)境、噴藥施肥情況、病蟲害狀況等實施實時信息自動記錄，有據(jù)可查，在儲藏、運輸、銷售階段采用二維碼或者rfid射頻技術(shù)對各個階段數(shù)據(jù)記錄，這樣就能實現(xiàn)消費者拿到農(nóng)產(chǎn)品時通過終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)就能查看到各類信息，才能放心食用。6、作業(yè)模塊：即中央控制室。可通過總控室對整個區(qū)域情況進行監(jiān)測，包括各個區(qū)域采集點參數(shù)、控制作業(yè)狀態(tài)、實時視頻圖像、施肥噴藥狀況、報警信息等。參考文獻徐仁貴微