蔬菜大棚智能溫度控制系統探析

馬毅 周建容

蔬菜大棚智能溫度控制系統設計難度比較大，為了能夠達到有效的溫控目標，需要加強硬件以及軟件設計，才能讓整個系統具有智能化特性。現階段，大型蔬菜種植基地基本上都會用到大棚，可充分滿足蔬菜種植的四季需求。智能溫度控制系統保障大棚處于適宜恒溫狀態的關鍵，該系統自動化以及智能化程度較高，可結合實際情況完成溫度調控，從而為蔬菜生長提供最佳的環境。基于此，研究蔬菜大棚智能溫度控制系統具有一定的現實意義。

1 硬件設計

1.1 單片機

單片機的核心功能需要通過CPU設計來實現，通過運算器計算以及控制算法，可為整個系統的控制器提供有價值的參考數據。I/O是單片機的主要接口形式，包括輸入與輸出功能，所對應的連接對象是唯一的。要有效發揮單片機的功能需要結合蔬菜種植的溫度需求編輯程序，并將其置入到儲存器之中，單片機從外部獲取環境數據并傳輸到儲存器之中，再通過相關軟件進行計算可以傳輸控制命令。需要注意的是，為了避免系統時延問題的影響，需要設計定時器對時延進行控制，這樣才能保障系統穩定運行。

1.2 數字溫度傳感器

數字溫度傳感器與1/0線進行連接，可與其他傳感設置進行結合，并共同完成信息交互工作。該裝置的主要作用是能夠將環境溫度信息轉化成為數字信息，并通過對應的顯示屏進行呈現，例如，所監測的溫度不在合理范圍內，就會將信息傳達給報警裝置進行及時報警。數字溫度傳感器讓大棚溫度實現量化分析，溫度轉化的數據被寫入到對應的存儲器之中。傳感器內部包括64位激光只讀存貯器，借助數字脈沖振蕩器在電路中的順利程度對溫度進行感應以及判斷，如果順利，意味著溫度較低，反之意味著溫度過高。

1.3 串口通信標準

串口通信可將各種器件全部串聯，為信息穩定交互提供堅實的平臺。因此需要確定串口通信標準，通常以“RS-232C”為標準;同時，系統內部設置有連接端口，可以作為兩個通信裝置的信息交互通道。

2 軟件設計

2.1 關于軟件的開發

蔬菜大棚智能溫度控制系統的軟件開發應當滿足規范化的要求，首先，需要進行軟件初步設計，在糾偏找茬的過程中逐步完成詳細的設計。其次，將設計的內容轉化成為代碼，并對相關的程序進行編寫。軟件開發一定要考慮實際需求，例如，蔬菜在不同時間段、不同季節中對溫度的實際需求，這樣才能保障實際溫度控制的精確度。相關軟件系統主要包括標準參數修改、數據查詢、歷史數據儲存、數據顯示、串行通信等各大模塊，通過軟件分析并給出指令讓大棚溫度能夠得到有效控制。

2.2 應用程序設計

在對應用程序進行設計的過程中，建議通過MATLAB軟件對整個系統模型進行仿造，然后通過建模對設計與修改的工作進行完成。應用程序設計的內容包括設置功能、停止接收功能、查詢功能、顯示界面。其中顯示界面要設計成為可視化窗口，并在界面之中設置當前溫度值與當前溫度值、通信端口，然后再設計確定、停止接收、設置、查詢等功能，主要是為用戶實際操作指明方向。

3 測試

設計出來的系統成品需要進行反復調試，達到相關標準之后才能進入應用環節。調試過程中，需要對測溫數值進行檢查校準，將數碼管作為主要檢查對象，并借助溫度計對大棚溫度進行測溫，并將其作為實際溫度標準數值;同時，需要檢查數碼管當中顯示的數值，兩者對比之后可判斷系統是否存在偏差。如果存在偏差，需要調整溫度值轉換程序，讓相關的參數規范化以及正常化。完成初步調整之后，還需要校正非線性誤差，確保相關參數保持在溫度差的范圍之中。