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[摘 要] 随着社会经济持续发展,社会大众的生活水平大幅度提高,对反季节蔬菜的需求量日渐增加,急需要一种可以动态监控大棚温湿度的系统,实现实时监控,提高其检测精准度。因此,站在客观的角度,多角度、多层次地探讨了温室大棚温湿度监控系统。
[关 键 词] 温室大棚;温湿度;监控系统;分析
[中图分类号] S625;TP277 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)28-0053-01
就反季节蔬菜来说,需要充分发挥温室大棚的作用,为其提供良好的温湿度环境,但人工管理已无法有效满足其各方面的客观要求,存在一系列问题,比如,调节不及时,不利于反季节蔬菜健康生长。针对这种情况,相关人员必须根据温室大棚特点、性质,优化设计相关的温湿度监控系统,动态监测作物生长情况,自动调节其温湿度,使反季节蔬菜健康生长,提高产量与质量。
一、温室大棚监控系统总体设计
站在客观的角度来说,温室大棚温湿度控制系统属于实时性系统,能够及时显示传感器一系列测量信息数据,属于多点检测系统,要将传感器合理设置在不同点上,确保传感器可以和总线连接,和上位机相互作用,及时传输一系列信息数据。上位机系统、下位机系统是其核心组成部分,上位机系统属于总控制以及显示系统,在可扩展总线、RS-485作用下,和物理上分布相联。构建的温室大棚监控系统必须具有较好的“可靠性、安全性”等。在此过程中,设计的系统可以实时采集温室大棚一系列温湿度参数,充分发挥温湿度传感器作用,有效采集温湿度,在MCU作用下,循环“检测、传输”不同传感器采集到的一系列信息数据。其中的通信系统必须具有较高的“可靠性、实时性”,抗干扰能力要强,可以和MCU通信,实现远距离传输,采用RS485通讯形式,控制好温度,必须在-20~100℃之间,测量温度精度:-0.1±0.1,测量湿度:0~100%,测量湿度精度:-2.5±2.5。在设计系统硬件时,设计者需要采用模块化设计方法,各模块都要实现某特定功能,处于统一网络结构体系中,降低设计难度。
二、温室大棚监控系统详细设计
(一)上位机系统设计
在设计温室大棚监控系统上位机系统中,设计者要合理设计其主程序、子程序,借助主程序,顺利初始化系统硬件,使其具有较好的预定功能,确保设计的大棚智能温湿度控制系统处于高效运行中。子程序要具有多样化的功能,要客观分析温湿度范围,根据不同时间段,优化设计子程序、时钟子程序、湿度采集子程序、报警子程序等,特别是PID温度控制子程序。在设计该子程序中,设计者必须灵活应用数字PID中的增量式PID控制算法,准确把握控制量的增量,根据相关公式准确计算,确保设计的上位机系统处于稳定运行中。
(二)下位机系统设计
1.温湿度传感器、键盘
在设计温湿度传感器中,设计者必须客观分析温室大棚监控系统精度等,选择适宜的温湿度传感器,比如,SHT10,属于SHT1x系列数字温湿度集成传感器,其中的温度敏感元件可以和A/D转换器、串行接口电路相互作用,实现无缝连接。在键盘设计方面,设计者可以设计6键的键盘,随时输入温室大棚温度、湿度上下限,作物需要灌溉的具体时间,其中五个引脚都和单片机端口相连,还有一个和电源接口相连,合理设置温室大棚湿度、温度乃至灌溉时间上下限,从而动态监控温室大棚温湿度。
2.湿度控制电路,温度控制电路
在下位机系统设计中,温湿度控制电路设计是其关键所在,如果该地区土壤湿度数值小于所设定的数值,p1.5输出的属于高电平,交流接触器线圈通电之后,要和水泵电机相互作用,便可以自动给温室大棚中的作物浇水,达到规定湿度后便自动停止灌溉。在设计温度控制电路中,设计者要根据之前设定好的温度数值,动态监控温室大棚温度,过零检测电路、PID控制电路是其模块硬件的组成部分,过零检测电路由二极管组成,也就是说,如果交流电为零点,会传输关于加热同步处理信号。PID控制电路组成要素比较多,比如,加热电阻、双向可控硅,它们会作用于控制执行主机传输的一系列控制信号。相关人员只需要巧妙利用PID算法,便能优化调整系统加热速度,有效改善温室大棚内的温度,确保作物健康生长。
总而言之,温室大棚温湿度监控系统设计的重要性不言而喻,在设计过程中,设计者必须客观分析各方面的主客观因素,制定合理化的系统设计方案,优化设计其上位机系统、下位机系统:温湿度控制电路、温湿度传感器、看门狗保护功能等,对设计的监控系统进行合理化测试,有效解决其存在的问题,确保温室大棚温湿度监控系统处于高效运行中。因此,动态监测温室大棚的温湿度,自动进行合理化调节,符合各类作物生长所需的温度、湿度,可以降低温室大棚作物的生产成本,提高其经济效益。
参考文献:
[1]林佳华.基于无线传感器网络的温室大棚温湿度监控系统研究[J].信息通信,2015(10):98-99.
[2]王文成,常发亮.温室大棚温湿度无线测控系统[J].仪表技术与传感器,2011(3):98-100,103.
[3]赵文化,蒋爽,张启光,等.基于無线传感网络的温室大棚温湿度监测系统[J].中国新技术新产品,2013(17):26-27.
[关 键 词] 温室大棚;温湿度;监控系统;分析
[中图分类号] S625;TP277 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2016)28-0053-01
就反季节蔬菜来说,需要充分发挥温室大棚的作用,为其提供良好的温湿度环境,但人工管理已无法有效满足其各方面的客观要求,存在一系列问题,比如,调节不及时,不利于反季节蔬菜健康生长。针对这种情况,相关人员必须根据温室大棚特点、性质,优化设计相关的温湿度监控系统,动态监测作物生长情况,自动调节其温湿度,使反季节蔬菜健康生长,提高产量与质量。
一、温室大棚监控系统总体设计
站在客观的角度来说,温室大棚温湿度控制系统属于实时性系统,能够及时显示传感器一系列测量信息数据,属于多点检测系统,要将传感器合理设置在不同点上,确保传感器可以和总线连接,和上位机相互作用,及时传输一系列信息数据。上位机系统、下位机系统是其核心组成部分,上位机系统属于总控制以及显示系统,在可扩展总线、RS-485作用下,和物理上分布相联。构建的温室大棚监控系统必须具有较好的“可靠性、安全性”等。在此过程中,设计的系统可以实时采集温室大棚一系列温湿度参数,充分发挥温湿度传感器作用,有效采集温湿度,在MCU作用下,循环“检测、传输”不同传感器采集到的一系列信息数据。其中的通信系统必须具有较高的“可靠性、实时性”,抗干扰能力要强,可以和MCU通信,实现远距离传输,采用RS485通讯形式,控制好温度,必须在-20~100℃之间,测量温度精度:-0.1±0.1,测量湿度:0~100%,测量湿度精度:-2.5±2.5。在设计系统硬件时,设计者需要采用模块化设计方法,各模块都要实现某特定功能,处于统一网络结构体系中,降低设计难度。
二、温室大棚监控系统详细设计
(一)上位机系统设计
在设计温室大棚监控系统上位机系统中,设计者要合理设计其主程序、子程序,借助主程序,顺利初始化系统硬件,使其具有较好的预定功能,确保设计的大棚智能温湿度控制系统处于高效运行中。子程序要具有多样化的功能,要客观分析温湿度范围,根据不同时间段,优化设计子程序、时钟子程序、湿度采集子程序、报警子程序等,特别是PID温度控制子程序。在设计该子程序中,设计者必须灵活应用数字PID中的增量式PID控制算法,准确把握控制量的增量,根据相关公式准确计算,确保设计的上位机系统处于稳定运行中。
(二)下位机系统设计
1.温湿度传感器、键盘
在设计温湿度传感器中,设计者必须客观分析温室大棚监控系统精度等,选择适宜的温湿度传感器,比如,SHT10,属于SHT1x系列数字温湿度集成传感器,其中的温度敏感元件可以和A/D转换器、串行接口电路相互作用,实现无缝连接。在键盘设计方面,设计者可以设计6键的键盘,随时输入温室大棚温度、湿度上下限,作物需要灌溉的具体时间,其中五个引脚都和单片机端口相连,还有一个和电源接口相连,合理设置温室大棚湿度、温度乃至灌溉时间上下限,从而动态监控温室大棚温湿度。
2.湿度控制电路,温度控制电路
在下位机系统设计中,温湿度控制电路设计是其关键所在,如果该地区土壤湿度数值小于所设定的数值,p1.5输出的属于高电平,交流接触器线圈通电之后,要和水泵电机相互作用,便可以自动给温室大棚中的作物浇水,达到规定湿度后便自动停止灌溉。在设计温度控制电路中,设计者要根据之前设定好的温度数值,动态监控温室大棚温度,过零检测电路、PID控制电路是其模块硬件的组成部分,过零检测电路由二极管组成,也就是说,如果交流电为零点,会传输关于加热同步处理信号。PID控制电路组成要素比较多,比如,加热电阻、双向可控硅,它们会作用于控制执行主机传输的一系列控制信号。相关人员只需要巧妙利用PID算法,便能优化调整系统加热速度,有效改善温室大棚内的温度,确保作物健康生长。
总而言之,温室大棚温湿度监控系统设计的重要性不言而喻,在设计过程中,设计者必须客观分析各方面的主客观因素,制定合理化的系统设计方案,优化设计其上位机系统、下位机系统:温湿度控制电路、温湿度传感器、看门狗保护功能等,对设计的监控系统进行合理化测试,有效解决其存在的问题,确保温室大棚温湿度监控系统处于高效运行中。因此,动态监测温室大棚的温湿度,自动进行合理化调节,符合各类作物生长所需的温度、湿度,可以降低温室大棚作物的生产成本,提高其经济效益。
参考文献:
[1]林佳华.基于无线传感器网络的温室大棚温湿度监控系统研究[J].信息通信,2015(10):98-99.
[2]王文成,常发亮.温室大棚温湿度无线测控系统[J].仪表技术与传感器,2011(3):98-100,103.
[3]赵文化,蒋爽,张启光,等.基于無线传感网络的温室大棚温湿度监测系统[J].中国新技术新产品,2013(17):26-27.