多路溫室大棚實用溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計

-.z多路溫室大棚實用溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計溫室大棚不受地域和環(huán)境溫度的限制在現(xiàn)代農業(yè)技術中越來越重要。托普物聯(lián)網提出了一種利用單片機實現(xiàn)對多功能溫室大棚溫度實施有效檢測和控制的方法，以到達棚內空氣溫度可調，創(chuàng)造適應不同植物生長需求的環(huán)境。系統(tǒng)以AT89S52單片機系統(tǒng)進展多點溫度采集與控制，溫度信號由AD574和溫度或電壓轉換電路提供，溫度傳輸采用多機通訊．主拉器能對各溫度檢測器通過串傳輸線實現(xiàn)溫度數據的傳輸以及顯示。目的研究一種基于單片機的多路溫度監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測環(huán)境溫度。方法多路溫度監(jiān)測系統(tǒng)由主控制器、溫度采集電路、溫度顯示電路、報警控制電路及鍵盤輸入控制電路組成。系統(tǒng)利用單片機做控制及數據處理器、智能溫度傳感器做溫度檢測器、LED數碼顯示管做溫度顯示輸出設備。結果系統(tǒng)經過測試，測溫*圍大〔-50~+110℃〕，測量精度高〔誤差在1關鍵詞：溫室大棚，單片機，溫度傳感器，實用溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計隨著農業(yè)產業(yè)規(guī)模的不斷提高，現(xiàn)代農業(yè)大棚技術的普及，溫室大棚數量不斷增多，溫室大棚的溫度控制便成為一個關鍵。傳統(tǒng)的溫度控制措施顯現(xiàn)出很大的局限性。本系統(tǒng)采用單片機來對溫度進展控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。1系統(tǒng)的整體設計溫室大棚多路溫度檢測系統(tǒng)以AT89S52單片機系統(tǒng)為核心。能對多室的溫度進展實時控制巡檢，能夠同時檢測4路溫度。檢測溫度*圍Occ～100c|C。溫度信號由12位AD574和溫度／電壓轉換電路提供，溫度傳輸采用RS一485串行總線進展多機通訊，MA*485驅動芯片進展電平轉換，傳送距離大于1200m，抗干擾能力強。各檢測單元(從機)能獨立完成各自功能。根據主控機的指令對溫度進展實時或定時采集，測量結果不僅能在本地儲存、顯示，而且可以通過總線及通信協(xié)議將將采集的數據傳送到主控機，進展進一步的分析、存檔、處理和研究。主控機統(tǒng)一設置系統(tǒng)時間和溫度修正值和各從機的溫度報警上下限，主機、從機均具有聲光報警功能。負責控制指令發(fā)送，控制各個從機進展溫度采集，收集測量數據，并對測量結果進展整理和顯示。主控機與各從機之間能夠相互聯(lián)系、相互協(xié)調，從而到達了系統(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和絕對溫度r兩種顯示模式。系統(tǒng)中參加了帶上下限報警的溫度檢測器，在設定*圍內，綠指示燈亮。超上限時紅燈亮并鳴笛，低于下限時黃燈亮并鳴笛，按任意鍵停頓報警，但假設溫度不在正常*圍內還會再次報警，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)硬件電路設計2．1從機檢測單元設計從機檢測單元主要負責溫度信號的實時采樣，并根據主控傳送過來的命令進展系統(tǒng)設置，如圖2所示．采用溫度傳感器LM35對溫度信號進展獲取，利用12位逐近逼近型A／D轉換器AD574將大棚內采集來的溫度信號進展模數轉換，再送入單片機進展數據處理，以實現(xiàn)單通道的溫度顯示和報警以及與主機通信的功能。2ADC轉換電路設計由于本系統(tǒng)測量的是溫室大棚溫度信號，響應時間長，滯后大，因此，選擇了12位逐次逼近型A／D轉換器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轉換速度為25p．s，，2一轉換精度為0．05％，由于芯片內有三態(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，而無須附加邏輯接口電路。故其輸出直接掛在數據總線上。圖3中為12位數據分高8位和低四位兩次輸出的接線方式。當單片機執(zhí)行外部數據存儲器寫指令時，使得CE=I，爵=0，R／e=0，A0=0，啟動12位轉換有效。然后AT89S52通過P1，0線查詢sTS端口狀態(tài)，當STS=0時，說明轉換完畢。由于AD574的12位轉換速度很快，故適用于查詢方式。之后AT89S52執(zhí)行兩條讀外部數據存儲器指令，分別讀取轉換結果的高8位和低四位數據。此時，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多機系統(tǒng)設計多機系統(tǒng)是指由多臺計算機組成的系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用主從式系統(tǒng)完成大棚溫度采集，計算機間的通信由主機控制。主機的功能是監(jiān)視各從機的工作，定時收集每個從機的實時數據信息并將收集到的數據信息進展處理、存檔、格式化顯示，并能根據用戶設置的報警閾值進展聲光報警，這局部的硬件電路設計除了鍵盤、液晶、等常規(guī)外設外，另外，增加了一個let歷時鐘。同時，操作人員通過人機通訊，在主機上查詢從機的狀態(tài)，診斷系統(tǒng)中每個從機是否出現(xiàn)故障，以便系統(tǒng)維護。從機是一個獨立控制器或數據采集裝置，進展現(xiàn)場數據信息的采集、計算和對現(xiàn)場的控制，它的設計方法根本上與一般的單片機系統(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，從機常用于完成對一個子系統(tǒng)的控制或數據采集。每臺從機所需完成地功能一般比擬多，而且是綜合性地，這是它的構造比擬復雜，再加上通訊處理軟件需與控制或數據采集并行進展，所以在多機系統(tǒng)的從機中還配備實時多任務操作系統(tǒng)。3系統(tǒng)軟件設計采用了分布式控制思想的溫度測控系統(tǒng)，首先要解決的是主機與從機之間的數據通訊問題，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、從雙方波特率均設置為9600bpt，主從雙方初始狀態(tài)均設置為串行IEI中斷方式。從機不主動發(fā)送命令或數據。一切都由主機控制。系統(tǒng)進展溫度檢測工作的過程，首先，主控機針對需要檢測的從機發(fā)出巡檢指令，通過串口送出，經接口電路加載至通訊長線電纜端口，成功確認應答信號后轉為數據接收狀態(tài)；各從單片機同時接收到經通訊接口輸入的巡檢指令，并與自身地址編碼比擬，假設編碼一致則產生應答信號，然后將采集到的數據發(fā)送回主機，發(fā)送完畢在切換至采集信號并等待響應接收中斷狀態(tài)；主機將接收到的全部數據經校驗判斷無誤后，送數據處理機構計算、顯示，如數據傳輸有誤，則指令從機重發(fā)數據。系統(tǒng)軟件的主控制圖如圖4所示。4仿真通過給運放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。用仿真溫度計記錄系統(tǒng)的測試溫度結果如表1所示。5完畢語本系統(tǒng)應用A_r89S52單片機實現(xiàn)溫室大棚多點溫度測量檢測系統(tǒng)的檢測單元和主控制器，便于數據的采集和處理，以實現(xiàn)在各種環(huán)境下對多點溫度的遠距離測量，集成線性溫度傳感器LM35，通過AD574的12位逐位逼近式三態(tài)輸出的A／D轉換，可以檢測的溫度*圍是：00C-1000C，使測量結果更為準確，使得檢測分辨率到達±O．020C托普物聯(lián)網是**托普儀器**旗下的重要工程。**托普儀器是國內領先的農業(yè)儀器研發(fā)生產商，依據自身在農業(yè)領域的研發(fā)實力，和自主研發(fā)的配套設備，在農業(yè)物聯(lián)網領域嶄露頭角！托普物聯(lián)網以客戶需求為源頭，結合現(xiàn)代農業(yè)科技、通信技術、計算機技術、GIS信息技術，以及物聯(lián)網技術，竭誠為傳統(tǒng)行業(yè)提供信息化、智能化的產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[1]MichaelA．Miller．DataandNetworkmunications[M]．：科學，2002[2]黃鳳娟．基于單片機的溫度測控系統(tǒng)在溫室大棚中的設計