溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題 目：溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 題：院（系）： 電氣與信息工程學(xué)院班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：教師職稱：進(jìn)師黑龍江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目來(lái)源生產(chǎn)實(shí)踐1研究目的和意義溫室的作用是用來(lái)改變植物的生長(zhǎng)環(huán)境 ，避免外界四季變化和惡劣氣候?qū)ψ魑?生長(zhǎng)的不利影響，為植物生長(zhǎng)創(chuàng)造適宜的良好條件。溫室一般以采光和覆蓋材料作為 主要結(jié)構(gòu)材料，它可以在冬季或其他不適宜植物露地生長(zhǎng)的季節(jié)栽培植物，從而達(dá)到對(duì)農(nóng)作物調(diào)節(jié)產(chǎn)期、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、防治病蟲害及提咼產(chǎn)量的目的。溫室環(huán)境指的 是作物在地面上的生長(zhǎng)空間，它是由光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度等因素構(gòu)成的。 溫室控制主要是控制溫室內(nèi)的溫

2、度、濕度、通風(fēng)與光照。雖然有些溫室也安裝有各種加熱、加濕、通風(fēng)和降溫的設(shè)備，但其主要操作大多仍是由人工來(lái)完成的當(dāng)溫室面積較大或數(shù)量較多時(shí)，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度很大，而且也無(wú)法達(dá)到對(duì)溫濕度的準(zhǔn)確控制。本文介紹一種基于PLC和數(shù)字式溫濕度傳感器的溫室控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)溫濕度的自動(dòng)測(cè)量和調(diào)節(jié)，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，采用噴灌系統(tǒng)作為改變溫室濕度環(huán)境的方法節(jié)約了水資源。充分利用太陽(yáng) 能節(jié)約了能源。2、國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況（文獻(xiàn)綜述）我國(guó)的設(shè)施園藝絕大部分用于疏采生產(chǎn)。8 0年代以來(lái)，溫室、大棚疏采的種植 面積連年增加。目前的栽培設(shè)施中，有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的裝配式鋼管塑料大棚和玻璃溫室僅 占設(shè)施栽培面積的

3、少部分，大多數(shù)的農(nóng)村仍然采用自行建造的簡(jiǎn)單低廉的竹木大小 棚，只能起到一定的保溫作用，根本談不上對(duì)溫光水氣養(yǎng)分等環(huán)境條件的調(diào)控，抗自 然環(huán)境的能力極差。即使那些數(shù)量不多的裝配式塑料大棚和玻璃溫室也缺乏配套的調(diào) 控設(shè)備和儀器，主要依靠經(jīng)驗(yàn)和單因子定性調(diào)控，設(shè)施栽培的智能化程度非常低。我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，以超時(shí)令、反季節(jié)生產(chǎn)的設(shè)施園藝作物的發(fā)展為主，且發(fā) 展迅猛。1997年設(shè)施園藝作物栽培面積達(dá) 86.7萬(wàn)公頃，較80年代初期的栽培面積增 長(zhǎng)了 128倍，人均設(shè)施蔬菜占有量19961997年為33公斤，較19801981年人均 設(shè)施蔬菜占有量增長(zhǎng)了近164倍。2001年，我國(guó)設(shè)施園藝面積將突破10

4、0萬(wàn)公頃，全 國(guó)設(shè)施蔬菜人均占有量將達(dá)到 40公斤。塑料大棚、中棚及日光溫室為我國(guó)主要的設(shè)施結(jié)構(gòu)類型。其中能充分利用太陽(yáng)光 熱資源、節(jié)約燃煤、減少環(huán)境污染的日光溫室為我國(guó)所特有。1997年我國(guó)日光溫室面積已超過(guò)近16.7萬(wàn)公頃。由農(nóng)業(yè)部聯(lián)合有關(guān)部門試驗(yàn)推廣的新一代節(jié)能型日光溫室 每年每畝可節(jié)約燃煤約20噸。采用單層薄膜或雙層沖氣薄膜、PC板、玻璃為覆蓋材 料的大型現(xiàn)代化連棟溫室，具有土地利用率高、環(huán)境控制自動(dòng)化程度高和便于機(jī)械 化操作等特點(diǎn)，自1995年以來(lái)，呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展之勢(shì)，目前全國(guó)共有大型溫室面積 200公頃，其中自日本、荷蘭、以色列、美國(guó)等國(guó)家引進(jìn)的溫室面積達(dá)140公頃。我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)目

5、前還存在著諸如土地利用率低、盲目引進(jìn)溫室、設(shè)施結(jié)構(gòu)不合理、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用高、管理技術(shù)水平低、勞動(dòng)生產(chǎn)率低及單位面積產(chǎn)量低 等諸多問(wèn)題，但隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展將向著地域化、 節(jié)能化、專業(yè)化發(fā)展，向著高科技、自動(dòng)化、機(jī)械化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的工廠型農(nóng)業(yè) 發(fā)展，為社會(huì)提供更加豐富的無(wú)污染、安全、優(yōu)質(zhì)的綠色健康食品。3、研究/設(shè)計(jì)的目標(biāo)：本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的硬件主要包括：主要是單片機(jī)AT89C51檢測(cè)系統(tǒng)，顯示電路，A|D電路，報(bào)警電路等。利用傳感器測(cè)量大棚內(nèi)的溫濕度經(jīng)過(guò)信號(hào)處理，將傳感器測(cè)得的 數(shù)據(jù)送至控制系統(tǒng)（AT89C51，與預(yù)設(shè)的農(nóng)作物最適合生長(zhǎng)的溫濕度值的上下限

6、進(jìn)行 對(duì)比，并通過(guò)顯示電路將測(cè)得的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。如果不同作物的適合生長(zhǎng)的溫 度不一樣，可以通過(guò)鍵盤電路修改預(yù)設(shè)值?？刂葡到y(tǒng)根據(jù)比較的結(jié)果對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)出 相應(yīng)的指令，啟動(dòng)相應(yīng)的調(diào)節(jié)設(shè)備如噴水機(jī)，吹風(fēng)機(jī)，加熱器，降溫等，調(diào)節(jié)大棚內(nèi) 的溫濕度狀態(tài)。如果測(cè)得的數(shù)據(jù)超過(guò)了預(yù)設(shè)值的上下限，則報(bào)警電路會(huì)報(bào)警。這樣就 實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚溫濕度的自動(dòng)控制。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：1. 進(jìn)行溫濕度控制系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計(jì)。2. 利用鍵盤設(shè)置溫濕度的上下限值。3. 利用數(shù)字溫濕度傳感器測(cè)量大棚內(nèi)的溫濕度。4. 利用LCD對(duì)溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。5. 當(dāng)大棚溫濕度值超出設(shè)定范圍值時(shí)，系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警，并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制繼電

7、器對(duì)大棚溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。4、設(shè)計(jì)方案檢測(cè)電路顯示電路復(fù)位電路報(bào)警電路大棚溫濕度控制原理圖5、方案的可行性分析：運(yùn)用物理知識(shí)制作控制溫濕變化設(shè)備； 傳感器獲取外界溫濕度參數(shù)，51單片機(jī) 編程控制，實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)；并用仿真軟件對(duì)控制效果進(jìn)行仿真研究。通過(guò)網(wǎng)上查詢、翻閱圖書了解空調(diào)系統(tǒng)原理，借鑒前人經(jīng)驗(yàn)；傳感器使用方法；數(shù)碼管顯示可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。6、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要用途和應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于農(nóng)業(yè)大棚的溫濕度調(diào)節(jié)。溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)還可應(yīng)用于化工廠房、環(huán)保、醫(yī) 藥倉(cāng)庫(kù)、冷鏈運(yùn)輸、食品儲(chǔ)藏 機(jī)房，檔案館，博物館，等環(huán)境的溫濕度監(jiān)測(cè)，及時(shí) 提供環(huán)境的溫濕度信息。7、時(shí)間進(jìn)程選擇設(shè)計(jì)題目，并搜集相關(guān)資料（第 1周）

8、；圖書館查找資料（第2周）；圖書館查找資料（第3周）；初步確定設(shè)計(jì)任務(wù)（第4周）；撰寫開(kāi)題報(bào)告并準(zhǔn)備答辯（第5周）；設(shè)定總體的設(shè)計(jì)方案（第6周）；主體控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)（第7周）；PLC軟件的設(shè)計(jì)傳感器模塊的設(shè)計(jì)（第 8周）；PLC軟件的設(shè)計(jì)（第9周）；顯示軟件的設(shè)計(jì)（第10周）；硬件電路的設(shè)計(jì)與分析（第11周）；系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)（第12周）；繪制原理圖、繪制PCB板 （第1314周）；整理并撰寫論文，準(zhǔn)備答辯（第1518周）。8、參考文獻(xiàn)：1 .高職富.溫室環(huán)境控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景.J.中國(guó)市場(chǎng)，2007年第35 期：106,1072 .吉紅自動(dòng)控制在國(guó)外設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用.J.農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)

9、展，2007 （ 5）:52-543 .楊志強(qiáng)，周士沖，陳磊我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展分析.J.農(nóng)業(yè)機(jī)械化，2006年第12期：42-434 .王世明，王冰.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室系統(tǒng).J.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008,36 （9）:69-735 .畢玉革，麻碩士 .我國(guó)現(xiàn)代溫室環(huán)境控制硬件系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展.J.農(nóng)業(yè)化研究，2009年第3期：226-2296 .范薇薇.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的溫室控制系統(tǒng)研究.D.中國(guó)知網(wǎng)，2010年7 .王中心.溫室土壤溫濕度無(wú)線信息采集與監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).中國(guó)知網(wǎng)，2010年8 李文仲、段朝玉.短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通信入門與實(shí)戰(zhàn)M，北京航空航天大學(xué)出版社，20069 張金波，張學(xué)武

10、.制約數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊蛩丶敖鉀Q方法J.微型機(jī)與應(yīng)用,2000, 21( 10) : 77- 82.10 徐愛(ài)鈞.單片機(jī)原理實(shí)用教程.電子工業(yè)出版社，2011,311 朱定華.單片機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社，2001,412 劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2003,713 LEWIS R. Modeling control system using IEC 61499M. Institutionof Electrical Engin eers,2001.14 CHRISTENSEN J H. Basic concept of IEC 61499 C .Fachtagung

11、 Verteilte Automat isieru ng, Magdeburg DE,2000: 22- 23.15 IEC65/ 240/ CD, Fu nction blocks for in dustrial- processmeasurement and control systems - Part 1: Architecture S . 1999.16 IEC 61499 - 2 ( and Committee Draft to be published ) ,Function blocks for in dustrial- process measureme nt and con trol systems - Part 2: Engin eeri ng Task Support S.199917 Deng.X.P,Shan.L,