基于单片机的大棚智能控制系统设计,园艺学论文

　　1 系统的整体框图

　　该系统主要通过根据据冬暖式土棚的长度、面积等在冬暖式土棚内合理的设置温湿度传感器的位置，找出最能准确反映冬暖式土棚环境参数的温度采集点。然后将采集到的数据经过智能芯片进行处理，并通过数码管进行显示，当采集的数据不在预先设定的范围内时，报警，通知用户，并自动启动卷帘机、浇灌设备或者加热器等开关设备。冬暖式土棚智能控制系统的结构如下：

　　2 硬件电路设计

　　2.1 温度采集电路

　　冬暖式土棚内的温度管理通常分为 9:00-15:00,15:00-19:00,19:00-6:00,6:00-9:00 四个阶段，通常以蔬菜的光合作用的程度、增加同化量来进行划分的。阳光充足时，增加作物的光合作用，增加同化量为主，当阳光量降低时，避免蔬菜养分的过量消耗，设定温度为 20℃到 25℃；在晚上为促进作物同化运转，通常将温度设定为 10 摄氏度，抑制蔬菜呼吸作用，但不能降低到很大，防止作物发生损坏性破坏。因此温度要进行合理的设计。在本系统中我们采用的温度传感器为DS18B20,通常根据大棚面积和长度设置合适的采集电枢，去掉最高温度和最低温度，其余采集数据求和取平均。

　　在这里 DS18B20 的供电电压为 5V,在数据总线上需要接上拉电阻，接线形式相对灵活，我们采用的是多点采集的形式，因此我们采用如图 2 的接线方式：在上图中我们只简单给出了三路温度采集的电路，如需扩展，按上图的方式进行串联扩展。

　　2.2 湿度控制电路

　　湿度传感器采用的是固态聚合物结构的 HS1101,其稳定性好、可靠性高，供电电压需要 10V,其接线图如图 3:湿度传感器通过一千欧的电阻与 TLC555 的输出端相连，HS1101 作为可变电容，通过可变电容的变化直接输出与湿度相关的频率。

　　2.3 显示电路

　　考虑到亮度及较远的距离看到显示的温度与湿度数值，在冬暖式土棚内采用的是数码管显示的方式，精确到小数点后一位，因此采用六个数码管显示，LED 数码管显示成本低、通过74HC273 锁存器与数码管相连，线路连接简单，在光照较充足的情况下也容易分辨。

　　3 软件的设计

　　根据作物生长规律，预设定温湿度的值，与采集的实际温湿度值作比较，从而控制各类开关设备动作。流程图如下:

　　4 结论

　　笔者介绍了基于单片机的大棚智能控制系统，采集温湿度精度高，显示亮度好，控制灵活方便，自动化程度高，在实际生产中，可有效解放生产力，提高劳动效率，在农村的推广价值和应用前景非常好，有效的提高了大棚的生产规模。