基于單片機的溫室大棚溫度控制系統的設計

楊文杰?彭森

摘 要：本文采用無線傳輸技術通過無線收發模塊進行無線傳輸，利用LCD液晶顯示模塊進行相關數據顯示，并且利用單片機通過接口與計算機通信，進行溫度的檢測與控制。經過實驗，本設計實現了對大棚溫度的監測和控制。隨著大棚技術的普及，溫室大棚數量的不斷增多，因此，開發一種能夠實時、準確地處理溫度信息的無線測控系統就變得非常有必要的。

關鍵詞：溫室大棚；無線傳輸；溫度的監測；實時

1 引言

設計溫室大棚溫度控制系統的目的就是能夠相對恒定的控制溫室內部的環境，對于對環境要求比較高的植物來說，更能避免因人為因素而造成生產損失。利用溫室大棚栽培蔬菜可以促進其早熟和豐富其產量，延長蔬菜的供應期，溫室大棚測控系統是實現溫室生產管理自動化、科學化的基本保證。通過對監測數據的分析，結合作物生長規律，控制環境條件，使作物在不適宜生長的反季節中，可獲得比室外生長更優的環境條件，從而使作物達到優質、高產、高效的栽培目的。本設計最大的特點是采用無線傳輸技術，無線數據傳輸廣泛地運用在車輛監控、遙控、小型無線網絡等領域。并且能夠不需要留在現場也能監測到大棚的溫度情況。無線圖像其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線傳輸方式，建立被監控點和監控中心之間的連接。

2 設計方案

系統的總體設計分為硬件和軟件設計兩方面，首先確定系統實現的功能，然后對硬件、軟件分別進行規劃，完成這些準備工作之后，就可以開始制作硬件電路，編寫程序，在模塊化調試結束后，進行軟硬件聯調，針對出現的問題對軟硬件進行相應的修改，直到調試成功為止。在上位機中，利用C++ Builder編程，讓電腦和單片機正常地進行數據傳輸，同時上位機界面顯示大棚的溫度。在本設計中，在無線接收端采用1602液晶（16引腳帶背光接口）進行顯示。整個無線監測系統主要分為三部分：即溫度檢測、無線傳輸和PC機對溫度的監測環節。大棚溫度無線測控系統的信息流如圖1所示。

3 系統仿真

把發射板的TXD和接收板的RXD相連，分別把發射程序和接收程序下載到芯片中，測試接收板的液晶能否顯示正確的溫度，圖2為仿真電路圖。

4 結論

本文描述一個用于監控一個溫室的物理變量（像溫度，相對濕度，發光度和等等其他）的系統。該系統具有良好的可靠性和經濟性，能夠實現對溫室大棚溫度的準確測量和控制，在實際應用中有一定價值。在不同的系統模塊中運用串級連接用于通訊是非常方便的，因為它提供一個更好的安全性，由于它只能被發送和接受相應串級類“Pa”的相應對象。但是不足的是，設計還是存在一些局限性的，主要是體現在無線模塊上。像傳輸距離上最多只能達到200m左右；傳輸速度也達不到高速；實時是指信號的輸入、運算和輸出都要在一定的時間內完成，并根據生產過程狀況及現場情況變化及時進行處理。而實時系統指在事件或數據產生的同時，能夠在規定的時間內給予響應，以足夠快的速度處理，及時地將處理結果送往目的地的一種處理系統。本系統的實時性是屬于硬實時性的，如果大棚溫度發生異常變化，而不及時采取措施的話，農作物會受到嚴重的影響，甚至死亡。但是，它的硬實時性并不是像航天應用中要求的那么高。例如在冬天夜間，如果大棚的保溫被被風吹倒了，大棚的溫度會下降，這時系統就會向控制者發出警告，但是它不會下降地很快，這樣控制者就會有足夠的時間去大棚把保溫被蓋好，這樣農作物就不會被凍壞。

參考文獻

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作者簡介

楊文杰，邵陽學院魏源國際學院電子科學與技術專業學生。

通訊作者

彭森，邵陽學院信息工程系教師。