溫室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計

王 剛

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)德強商務(wù)學(xué)院 計算機科學(xué)與技術(shù)系 07級 電子信息工程，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 自動溫濕度控制系統(tǒng)的組成

針對溫室溫濕度控制的需求，近年來溫濕度自動監(jiān)控系統(tǒng)的研究取得了很大的進展。這與計算機控制技術(shù)、硬件技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。在現(xiàn)代計算機技術(shù)及其硬件快速發(fā)展的今天，溫室溫濕度控制系統(tǒng)的組成主要由中央控制裝置、終端控制設(shè)備、傳感器以及現(xiàn)場線路組成。中央控制裝置負責(zé)對傳感器傳回的數(shù)據(jù)進行分析對比，通過與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的比較做出調(diào)整、修正命令。命令發(fā)出后傳至終端控制設(shè)備，終端控制設(shè)備接受控制信號后，由電器機械部門執(zhí)行相應(yīng)的動作，實現(xiàn)溫室的溫濕度調(diào)節(jié)與控制。了解自動溫濕度控制系統(tǒng)的組成，對科學(xué)的進行溫室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計有著重要的意義，其對溫室綜合投資經(jīng)濟性有著重要的意義。

2 溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計分析

2.1 深入分析溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)需求，提高投資的經(jīng)濟性

在進行溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計前，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)溫室建設(shè)需求進行自動溫濕度控制系統(tǒng)的需求分析。了解溫室溫濕度控制范圍以及投資建設(shè)的基礎(chǔ)情況。以此為基礎(chǔ)進行系統(tǒng)需求的論證，進行相應(yīng)設(shè)備的基本選型。在這一系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)中，這一過程尤為重要。需求的論證與分析是保障溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)投資經(jīng)濟性的關(guān)鍵。這一過程中，應(yīng)根據(jù)溫室面積、結(jié)構(gòu)特性等進行基礎(chǔ)分析，并對所選擇的設(shè)備型號、溫濕度調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)能力等進行計算。實現(xiàn)自動溫濕度控制系統(tǒng)對溫室溫濕度的調(diào)控。

2.2 溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計

2.2.1 根據(jù)溫室實際情況進行傳感器的設(shè)計

溫室溫濕度傳感器的科學(xué)設(shè)置是保障自動溫濕度控制系統(tǒng)控制效果的關(guān)鍵。在溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計中，首先要根據(jù)溫室地形條件，對可能出現(xiàn)溫度偏差的地域進行分析。例如：溫室周邊三面有房或墻等建筑，這就造成了唯一一面無建筑物的墻面周邊溫度較低。因此，在進行溫度傳感器的設(shè)置時應(yīng)考慮這一因素，在這部分區(qū)域增加傳感器探頭，以確保溫室內(nèi)的溫度能夠準(zhǔn)確探測。而受溫度影響，如果溫室面積較大時，其濕度也受到影響。這就需要在進行傳感器設(shè)計過程中，充分考慮溫室的實際情況，科學(xué)的進行傳感器探頭設(shè)置，確保自動溫濕度控制效果的達成。

2.2.2 溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)中現(xiàn)場線路的設(shè)計

由于溫室內(nèi)濕度較大，其對現(xiàn)場設(shè)備與線路都有著一定的影響。因此，在進行現(xiàn)場線路設(shè)計時，應(yīng)考慮線路的走向與環(huán)境需求。通過科學(xué)的現(xiàn)場線路設(shè)計，確保傳感器傳輸信號以及中央控制器控制信號的有效傳達。在進行線路設(shè)計中，應(yīng)注重線路走向的科學(xué)性，避免線路繁雜造成的后期檢修困難。

2.2.3 中央控制裝置的設(shè)計分析

在線路設(shè)計前，設(shè)計人員應(yīng)根據(jù)溫室場地條件選擇中央控制裝置的安裝地點，以避免溫濕度過大對中央控制器的影響作為基礎(chǔ)進行設(shè)計。目前，常用個人計算機與單片機相結(jié)合的方式作為中央控制端。通過單片機與計算機的連接實現(xiàn)便捷的操作與調(diào)整。同時通過單片機的全天候運行實現(xiàn)自動控制。在實現(xiàn)單片機與計算機連接的過程中，可以通過軟件設(shè)計中的功能進行實現(xiàn)。

2.2.4 溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計

2.2.4.1 溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)總體框架

上圖所示是目前常用的溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)總體框架，其通過顯示模塊對溫濕度信息進行顯示，同時也為手動設(shè)定等顯示工作提供基礎(chǔ)。根據(jù)溫濕度模塊是在檢測數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)存在偏差時進行調(diào)整控制的模塊，其包括加溫、加濕及排風(fēng)等系統(tǒng)。報警模塊是針對監(jiān)測數(shù)據(jù)存在偏差后，溫濕度控制仍不能得到預(yù)定溫濕度時所進行的報警系統(tǒng)。手動控制系統(tǒng)主要是用于臨時調(diào)整設(shè)定參數(shù)。重要處理器多采用單片機，其主要用于數(shù)據(jù)的處理與命令的發(fā)出。通過各系統(tǒng)的綜合作用，實現(xiàn)溫室溫濕度控制的最終效果。

2.2.4.2 系統(tǒng)電路設(shè)計

電路設(shè)計是溫室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計的匯總點，其對系統(tǒng)性能與功能的實現(xiàn)有著重要的影響。通過中央控制器電路設(shè)計、傳感器電路設(shè)計、通信電路設(shè)計與顯示電路設(shè)計等電路設(shè)計實現(xiàn)系統(tǒng)的綜合功能。中央控制器電路設(shè)計中，其接受鍵盤和溫濕度傳感器的數(shù)字信號，并對其進行處理。再通過控制電壓的方式實現(xiàn)點擊的驅(qū)動，以此實現(xiàn)通風(fēng)風(fēng)扇、加溫加濕器的控制。傳感器電路設(shè)計中，按照對溫室區(qū)域的劃分進行多路選擇會管的輸入與處理。一般采用總線技術(shù)將地址線、數(shù)據(jù)線和控制線合為信號線，以此實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易于擴展和維護的目的。顯示電路的設(shè)計中，應(yīng)針對目前多采用LED顯示器的現(xiàn)狀，進行多LED組合顯示的方式進行設(shè)計。如：第一顯示器顯示工作狀態(tài)、第二三顯示器顯示溫濕度的信息、第四顯示器顯示設(shè)定值或分組狀態(tài)等。最后，通過鍵盤電路設(shè)計實現(xiàn)對單片機得控制。

在這一點路設(shè)計中，還要考慮利用計算機及系統(tǒng)對單片機的設(shè)計與調(diào)整。電路設(shè)計中還應(yīng)加入與計算機間接機構(gòu)的設(shè)計，實現(xiàn)多操作控制的目的。

3 關(guān)于多溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計分析

隨著我國農(nóng)業(yè)規(guī)模化的不斷發(fā)展，規(guī)模化溫室已經(jīng)成為現(xiàn)代新農(nóng)村建設(shè)的重點。在這樣的環(huán)境下，如何進行多溫室溫濕度控制成為了設(shè)計人員面臨的首要問題。本文上述中一直強調(diào)的計算機綜合控制系統(tǒng)既是實現(xiàn)這一問題的關(guān)鍵。通過中央控制電腦對各溫室分控單片機的連接能夠?qū)崿F(xiàn)多溫室溫濕度控制的需求，實現(xiàn)規(guī)模化溫室的溫濕度自動控制，促進我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

結(jié)論：本文就溫室自動溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計中的注意事項以及要點等進行了分析和論述，以此為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供更多的信息資料。同時，針對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)模化發(fā)展趨勢，本文提出了多溫室溫濕度自動控制系統(tǒng)的設(shè)計方向，為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中自動控制系統(tǒng)設(shè)計與研究奠定了基礎(chǔ)。

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