花房溫度及光照度控制電路的設計

張超

摘要 鑒于現在國內科技水平的成果，本著節(jié)約成本、控制簡單的原則，設計了花房的溫度及光照度實時控制電路。利用先進的溫度傳感器、光照傳感器測量溫度和光照度，由單片機控制執(zhí)行單元調節(jié)溫度和光照度。給出了硬件的設計方案和軟件的設計思路。花房溫度高、光照度大時后自動放下遮陽網和開啟風機，溫度低、光照強度小時自動收起遮陽網和開大暖氣閥門，使得花房內的溫度和光照度控制在設定的范圍之內。

關鍵詞 單片機；溫度；光照度

中圖分類號 S24 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）08-02505-01

Design of Greenhouse Temperature and Light Intensity Control Circuit

ZHANG Chao （College of Physics and Electronic Engineering， Taishan University， Taian， Shandong 271021）

Abstract In view of domestic results of scientific and technological level at present， based on cost saving and simple control， the greenhouse light and temperature realtime control circuit was designed. The temperature and light were measured by advanced temperature sensor and light sensor， and controlled and run by singlechip microcomputer（SCM）. The design plan of hardware and the design view of software were gave. The greenhouse temperature and light were controlled in designed range by putting down the shade net automatically and opening the fan when the temperature was high and the light was large， and folding up the the shade net automatically and opening heating valve when the the temperature was low and the light was small.

Key words Singlechip microcomputer； Temperature； Light intensity

隨著現代社會的不斷發(fā)展和科技水平的不斷提高，花房的溫度、光照度控制技術當今日趨成熟，與傳統(tǒng)的花房相比，現在的控制更趨向于自動化、實時性、效率高。

為此，鑒于現在國內科技水平的成果，本著節(jié)約成本、控制簡單的原則，筆者設計了以單片機技術為核心，選用適當溫度傳感器、光照傳感器以及適當的驅動電路為基礎的系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

該設計以AT89S52[1]為主體，利用溫度傳感器SHT11和光照傳感器TSL2561作為檢測元件，從而實現溫度及光照度的實時控制，硬件圖如圖1所示。

圖1 硬件結構

其設計思路是外界的溫度通過SHT11溫度傳感器轉換為數字信號送入單片機AT89S52，依據單片機內部程序反應驅動溫度控制電路動作，從而控制花房溫度維持在預設的溫度范圍；外界的光照強度通過TSL2561光照強度傳感器轉換為數字信號送入單片機AT89S52，根據單片機內部程序反應驅動溫度控制電路動作，使得控制花房光照度維持在預設的光照強度范圍；由于單片機的電壓、電流不足以驅動12 V的繼電器，需要額外增加電源電路驅動繼電器動作。

1.1 溫度檢測電路

SHT11單芯片傳感器[2]是一款復合傳感器，具有校準數字信號輸出的溫濕度的特點。它主要應用于工業(yè)COMS 過程微加工技術，目的是確保產品具有極高的可靠性與相對的穩(wěn)定性。傳感器由一個電容式聚合體測濕元件和一個能隙式測溫元件構成，和串行接口電路以及一個 14 位的 A/D 轉換器在同一芯片上實現電路連接。所以，該傳感器具有高品質、響應快、抗干擾強、性價比高等優(yōu)點。該研究引用的是溫度傳感器。每個 SHT傳感器都在極為精確的光照度校驗室中進行校準。校準系數以程序的形式儲存在 OTP 內存中，傳感器內部在檢測信號的處理過程中要人工調整這些校準系數用以確保數據的準確性。

1.2 光照強度檢測電路

該設計中的光照度檢測主要是基于TSL2561[3]數字光照度檢測電路來實現的。將檢測的光照信號通過模/數轉換送入單片機內，其工作狀態(tài)為：當光照強度在2 000～10 000 lx時，光照控制電路不動作；當光照度大于10 000 lx時，光照驅動電路驅動遮陽網放下，減少光照度；當光照度小于2 000 lx，光照驅動電路卷起遮陽網，并驅動日光燈發(fā)亮。這樣可把花房溫度控制在設定的光照度范圍內。

1.3 驅動電路設計

由于單片機輸出的電壓和電流不足以驅動12 V的繼電器，所以要將其通過三極管放大后驅動繼電器工作，如圖2所示。

圖2 驅動電路

2 軟件設計

將SHT11數字溫度傳感器采集的信號通過P1.5接口送入單片機AT89S52；將TSL2561光照傳感器采集的信號通過P1.6 接口送入單片機AT89S52；溫度及光照度驅動電路和單片機AT89S52接口相連。程序流程圖如圖3所示。程序初始化后，首先選擇啟動溫度測量：當溫度大于50℃時，單