溫室大棚溫濕度監控系統分析

韓潤衍

[摘 要] 隨著社會經濟持續發展，社會大眾的生活水平大幅度提高，對反季節蔬菜的需求量日漸增加，急需要一種可以動態監控大棚溫濕度的系統，實現實時監控，提高其檢測精準度。因此，站在客觀的角度，多角度、多層次地探討了溫室大棚溫濕度監控系統。

[關 鍵 詞] 溫室大棚；溫濕度；監控系統；分析

[中圖分類號] S625；TP277 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）28-0053-01

就反季節蔬菜來說，需要充分發揮溫室大棚的作用，為其提供良好的溫濕度環境，但人工管理已無法有效滿足其各方面的客觀要求，存在一系列問題，比如，調節不及時，不利于反季節蔬菜健康生長。針對這種情況，相關人員必須根據溫室大棚特點、性質，優化設計相關的溫濕度監控系統，動態監測作物生長情況，自動調節其溫濕度，使反季節蔬菜健康生長，提高產量與質量。

一、溫室大棚監控系統總體設計

站在客觀的角度來說，溫室大棚溫濕度控制系統屬于實時性系統，能夠及時顯示傳感器一系列測量信息數據，屬于多點檢測系統，要將傳感器合理設置在不同點上，確保傳感器可以和總線連接，和上位機相互作用，及時傳輸一系列信息數據。上位機系統、下位機系統是其核心組成部分，上位機系統屬于總控制以及顯示系統，在可擴展總線、RS-485作用下，和物理上分布相聯。構建的溫室大棚監控系統必須具有較好的“可靠性、安全性”等。在此過程中，設計的系統可以實時采集溫室大棚一系列溫濕度參數，充分發揮溫濕度傳感器作用，有效采集溫濕度，在MCU作用下，循環“檢測、傳輸”不同傳感器采集到的一系列信息數據。其中的通信系統必須具有較高的“可靠性、實時性”，抗干擾能力要強，可以和MCU通信，實現遠距離傳輸，采用RS485通訊形式，控制好溫度，必須在-20～100℃之間，測量溫度精度：-0.1±0.1，測量濕度：0～100%，測量濕度精度：-2.5±2.5。在設計系統硬件時，設計者需要采用模塊化設計方法，各模塊都要實現某特定功能，處于統一網絡結構體系中，降低設計難度。

二、溫室大棚監控系統詳細設計

（一）上位機系統設計

在設計溫室大棚監控系統上位機系統中，設計者要合理設計其主程序、子程序，借助主程序，順利初始化系統硬件，使其具有較好的預定功能，確保設計的大棚智能溫濕度控制系統處于高效運行中。子程序要具有多樣化的功能，要客觀分析溫濕度范圍，根據不同時間段，優化設計子程序、時鐘子程序、濕度采集子程序、報警子程序等，特別是PID溫度控制子程序。在設計該子程序中，設計者必須靈活應用數字PID中的增量式PID控制算法，準確把握控制量的增量，根據相關公式準確計算，確保設計的上位機系統處于穩定運行中。

（二）下位機系統設計

1.溫濕度傳感器、鍵盤

在設計溫濕度傳感器中，設計者必須客觀分析溫室大棚監控系統精度等，選擇適宜的溫濕度傳感器，比如，SHT10，屬于SHT1x系列數字溫濕度集成傳感器，其中的溫度敏感元件可以和A/D轉換器、串行接口電路相互作用，實現無縫連接。在鍵盤設計方面，設計者可以設計6鍵的鍵盤，隨時輸入溫室大棚溫度、濕度上下限，作物需要灌溉的具體時間，其中五個引腳都和單片機端口相連，還有一個和電源接口相連，合理設置溫室大棚濕度、溫度乃至灌溉時間上下限，從而動態監控溫室大棚溫濕度。

2.濕度控制電路，溫度控制電路

在下位機系統設計中，溫濕度控制電路設計是其關鍵所在，如果該地區土壤濕度數值小于所設定的數值，p1.5輸出的屬于高電平，交流接觸器線圈通電之后，要和水泵電機相互作用，便可以自動給溫室大棚中的作物澆水，達到規定濕度后便自動停止灌溉。在設計溫度控制電路中，設計者要根據之前設定好的溫度數值，動態監控溫室大棚溫度，過零檢測電路、PID控制電路是其模塊硬件的組成部分，過零檢測電路由二極管組成，也就是說，如果交流電為零點，會傳輸關于加熱同步處理信號。PID控制電路組成要素比較多，比如，加熱電阻、雙向可控硅，它們會作用于控制執行主機傳輸的一系列控制信號。相關人員只需要巧妙利用PID算法，便能優化調整系統加熱速度，有效改善溫室大棚內的溫度，確保作物健康生長。

總而言之，溫室大棚溫濕度監控系統設計的重要性不言而喻，在設計過程中，設計者必須客觀分析各方面的主客觀因素，制定合理化的系統設計方案，優化設計其上位機系統、下位機系統：溫濕度控制電路、溫濕度傳感器、看門狗保護功能等，對設計的監控系統進行合理化測試，有效解決其存在的問題，確保溫室大棚溫濕度監控系統處于高效運行中。因此，動態監測溫室大棚的溫濕度，自動進行合理化調節，符合各類作物生長所需的溫度、濕度，可以降低溫室大棚作物的生產成本，提高其經濟效益。

參考文獻：

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