多路溫室大棚實(shí)用溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

-.z多路溫室大棚實(shí)用溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)溫室大棚不受地域和環(huán)境溫度的限制在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)中越來(lái)越重要。托普物聯(lián)網(wǎng)提出了一種利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)多功能溫室大棚溫度實(shí)施有效檢測(cè)和控制的方法，以到達(dá)棚內(nèi)空氣溫度可調(diào)，創(chuàng)造適應(yīng)不同植物生長(zhǎng)需求的環(huán)境。系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)展多點(diǎn)溫度采集與控制，溫度信號(hào)由AD574和溫度或電壓轉(zhuǎn)換電路提供，溫度傳輸采用多機(jī)通訊．主拉器能對(duì)各溫度檢測(cè)器通過(guò)串傳輸線實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的傳輸以及顯示。目的研究一種基于單片機(jī)的多路溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)環(huán)境溫度。方法多路溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報(bào)警控制電路及鍵盤輸入控制電路組成。系統(tǒng)利用單片機(jī)做控制及數(shù)據(jù)處理器、智能溫度傳感器做溫度檢測(cè)器、LED數(shù)碼顯示管做溫度顯示輸出設(shè)備。結(jié)果系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試，測(cè)溫*圍大〔-50~+110℃〕，測(cè)量精度高〔誤差在1關(guān)鍵詞：溫室大棚，單片機(jī)，溫度傳感器，實(shí)用溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷提高，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)大棚技術(shù)的普及，溫室大棚數(shù)量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個(gè)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的溫度控制措施顯現(xiàn)出很大的局限性。本系統(tǒng)采用單片機(jī)來(lái)對(duì)溫度進(jìn)展控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)溫室大棚多路溫度檢測(cè)系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)為核心。能對(duì)多室的溫度進(jìn)展實(shí)時(shí)控制巡檢，能夠同時(shí)檢測(cè)4路溫度。檢測(cè)溫度*圍Occ～100c|C。溫度信號(hào)由12位AD574和溫度／電壓轉(zhuǎn)換電路提供，溫度傳輸采用RS一485串行總線進(jìn)展多機(jī)通訊，MA*485驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)展電平轉(zhuǎn)換，傳送距離大于1200m，抗干擾能力強(qiáng)。各檢測(cè)單元(從機(jī))能獨(dú)立完成各自功能。根據(jù)主控機(jī)的指令對(duì)溫度進(jìn)展實(shí)時(shí)或定時(shí)采集，測(cè)量結(jié)果不僅能在本地儲(chǔ)存、顯示，而且可以通過(guò)總線及通信協(xié)議將將采集的數(shù)據(jù)傳送到主控機(jī)，進(jìn)展進(jìn)一步的分析、存檔、處理和研究。主控機(jī)統(tǒng)一設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間和溫度修正值和各從機(jī)的溫度報(bào)警上下限，主機(jī)、從機(jī)均具有聲光報(bào)警功能。負(fù)責(zé)控制指令發(fā)送，控制各個(gè)從機(jī)進(jìn)展溫度采集，收集測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)展整理和顯示。主控機(jī)與各從機(jī)之間能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調(diào)，從而到達(dá)了系統(tǒng)整體統(tǒng)一、和諧的控制效果。另外，本系統(tǒng)可以選擇攝氏溫度C和絕對(duì)溫度r兩種顯示模式。系統(tǒng)中參加了帶上下限報(bào)警的溫度檢測(cè)器，在設(shè)定*圍內(nèi)，綠指示燈亮。超上限時(shí)紅燈亮并鳴笛，低于下限時(shí)黃燈亮并鳴笛，按任意鍵停頓報(bào)警，但假設(shè)溫度不在正常*圍內(nèi)還會(huì)再次報(bào)警，充分考慮到了系統(tǒng)的可靠性及平安性。系統(tǒng)總體框圖，如圖1所示。2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2．1從機(jī)檢測(cè)單元設(shè)計(jì)從機(jī)檢測(cè)單元主要負(fù)責(zé)溫度信號(hào)的實(shí)時(shí)采樣，并根據(jù)主控傳送過(guò)來(lái)的命令進(jìn)展系統(tǒng)設(shè)置，如圖2所示．采用溫度傳感器LM35對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)展獲取，利用12位逐近逼近型A／D轉(zhuǎn)換器AD574將大棚內(nèi)采集來(lái)的溫度信號(hào)進(jìn)展模數(shù)轉(zhuǎn)換，再送入單片機(jī)進(jìn)展數(shù)據(jù)處理，以實(shí)現(xiàn)單通道的溫度顯示和報(bào)警以及與主機(jī)通信的功能。2ADC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)由于本系統(tǒng)測(cè)量的是溫室大棚溫度信號(hào)，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，滯后大，因此，選擇了12位逐次逼近型A／D轉(zhuǎn)換器AD574。它具有12位的分辨力，最小分辨電壓為4．096／272=0．001V，分辨的最小溫度變化為罵二*O．OOlv=O．02442"C，AD574轉(zhuǎn)換速度為25p．s，，2一轉(zhuǎn)換精度為0．05％，由于芯片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖電路，因而可直接和各種典型的8位或16位的微處理器相連，而無(wú)須附加邏輯接口電路。故其輸出直接掛在數(shù)據(jù)總線上。圖3中為12位數(shù)據(jù)分高8位和低四位兩次輸出的接線方式。當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫指令時(shí)，使得CE=I，爵=0，R／e=0，A0=0，啟動(dòng)12位轉(zhuǎn)換有效。然后AT89S52通過(guò)P1，0線查詢sTS端口狀態(tài)，當(dāng)STS=0時(shí)，說(shuō)明轉(zhuǎn)換完畢。由于AD574的12位轉(zhuǎn)換速度很快，故適用于查詢方式。之后AT89S52執(zhí)行兩條讀外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器指令，分別讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的高8位和低四位數(shù)據(jù)。此時(shí)，CE=I，℃丁=O，A0=0(或A0=I)。另外，接口電路中模擬量的輸入為雙極性輸入。2．3多機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)多機(jī)系統(tǒng)是指由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成的系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用主從式系統(tǒng)完成大棚溫度采集，計(jì)算機(jī)間的通信由主機(jī)控制。主機(jī)的功能是監(jiān)視各從機(jī)的工作，定時(shí)收集每個(gè)從機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并將收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)展處理、存檔、格式化顯示，并能根據(jù)用戶設(shè)置的報(bào)警閾值進(jìn)展聲光報(bào)警，這局部的硬件電路設(shè)計(jì)除了鍵盤、液晶、等常規(guī)外設(shè)外，另外，增加了一個(gè)let歷時(shí)鐘。同時(shí)，操作人員通過(guò)人機(jī)通訊，在主機(jī)上查詢從機(jī)的狀態(tài)，診斷系統(tǒng)中每個(gè)從機(jī)是否出現(xiàn)故障，以便系統(tǒng)維護(hù)。從機(jī)是一個(gè)獨(dú)立控制器或數(shù)據(jù)采集裝置，進(jìn)展現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息的采集、計(jì)算和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，它的設(shè)計(jì)方法根本上與一般的單片機(jī)系統(tǒng)一樣，只是需增加通訊口硬件和通訊處理軟件。為了減少通訊量，從機(jī)常用于完成對(duì)一個(gè)子系統(tǒng)的控制或數(shù)據(jù)采集。每臺(tái)從機(jī)所需完成地功能一般比擬多，而且是綜合性地，這是它的構(gòu)造比擬復(fù)雜，再加上通訊處理軟件需與控制或數(shù)據(jù)采集并行進(jìn)展，所以在多機(jī)系統(tǒng)的從機(jī)中還配備實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用了分布式控制思想的溫度測(cè)控系統(tǒng)，首先要解決的是主機(jī)與從機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊問(wèn)題，除了建立硬件電路根底外，還要定義系統(tǒng)的軟件通訊協(xié)議。協(xié)議規(guī)定如下：主、從雙方波特率均設(shè)置為9600bpt，主從雙方初始狀態(tài)均設(shè)置為串行IEI中斷方式。從機(jī)不主動(dòng)發(fā)送命令或數(shù)據(jù)。一切都由主機(jī)控制。系統(tǒng)進(jìn)展溫度檢測(cè)工作的過(guò)程，首先，主控機(jī)針對(duì)需要檢測(cè)的從機(jī)發(fā)出巡檢指令，通過(guò)串口送出，經(jīng)接口電路加載至通訊長(zhǎng)線電纜端口，成功確認(rèn)應(yīng)答信號(hào)后轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；各從單片機(jī)同時(shí)接收到經(jīng)通訊接口輸入的巡檢指令，并與自身地址編碼比擬，假設(shè)編碼一致則產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)，然后將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送回主機(jī)，發(fā)送完畢在切換至采集信號(hào)并等待響應(yīng)接收中斷狀態(tài)；主機(jī)將接收到的全部數(shù)據(jù)經(jīng)校驗(yàn)判斷無(wú)誤后，送數(shù)據(jù)處理機(jī)構(gòu)計(jì)算、顯示，如數(shù)據(jù)傳輸有誤，則指令從機(jī)重發(fā)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)軟件的主控制圖如圖4所示。4仿真通過(guò)給運(yùn)放OP07輸出端，也就是AD574的輸入端13腳加不同的電壓，使顯示獲得不同的電壓。用仿真溫度計(jì)記錄系統(tǒng)的測(cè)試溫度結(jié)果如表1所示。5完畢語(yǔ)本系統(tǒng)應(yīng)用A_r89S52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫室大棚多點(diǎn)溫度測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)單元和主控制器，便于數(shù)據(jù)的采集和處理，以實(shí)現(xiàn)在各種環(huán)境下對(duì)多點(diǎn)溫度的遠(yuǎn)距離測(cè)量，集成線性溫度傳感器LM35，通過(guò)AD574的12位逐位逼近式三態(tài)輸出的A／D轉(zhuǎn)換，可以檢測(cè)的溫度*圍是：00C-1000C，使測(cè)量結(jié)果更為準(zhǔn)確，使得檢測(cè)分辨率到達(dá)±O．020C托普物聯(lián)網(wǎng)是**托普儀器**旗下的重要工程。**托普儀器是國(guó)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(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS信息技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，竭誠(chéng)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、食品平安溯源解決方案、食用菌種植智能化管理解決方案、水產(chǎn)養(yǎng)殖管理解決方案、溫室大棚智能控制解決方案等。參考文獻(xiàn)[1]MichaelA．Miller．DataandNetworkmunications[M]．：科學(xué)，2002[2]黃鳳娟．基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)在溫室大棚中的設(shè)計(jì)