花卉温室控制系统的设计与分析

摘要温室可以改变植物的生长环境，为植物生长创造最佳条件，同时也可以避免季节和天气的影响。它以光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在种植季节如冬季或其他合适的条件下生长的。温室设施的关键技术是在于环境的控制，该设计是为了提高控制精度和运行而设计的。随着现代农业的发展，园艺工程由于其涉及学科广，技术含量高，与人们的生活息息相关，已越来越受到世界各国的重视。提供的大型现代化温室为中国发展农业提供了一个很好的机会，并且有很大的促进作用。多因素的综合控制系统目前正在开发结合计算机数据采集和控制系统。现在世界上的温室控制技术发展很快，向无人化方向发展。

关键词单片机；智能控制技术；传感器测温

中图分类号：TP211 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0013-01

本系统是一个典型的闭环控制系统。需要完成的功能是温度设定、检测与显示以及温度控制、报警等。从技术指标可以看出，对线性温度的过程是不需要的，对系统的控制精度要求也不高，因此，系统采用的是简单的开关控制方式，即当温室的温度达到预先设定的设定值是从加热炉断开，当温度低于加热电炉上一定值就断开，从而控制保持恒定的温度。

1 系统分析和总体设计

从简化电路结构，降低生产成本，减少系统的故障率，提高系统的灵活性来考虑，主张能用软件实现的功能尽可能由软件来完成，但也考虑到代替硬件到软件的本质是降低系统的实时处理的时间，不过提高了软件设计，节约了成本和参考，其开发周期也将增加。所以软，硬件功能的配电系统应合理安排，这需要根据系统的要求和实际情况来设计。

1.1 单片机的选择

因考虑频率的显示程序中需使用串行输出，MCS-51系列单片机功能全面，可靠性高，容易达到产品的性能指标，且货源充足，性能价格比较高。本设计选用8031单片机作为控制芯片。

1.2 温度传感器

在本次的设计中，所采用的是热电阻。热电阻测温的基础是大多数金属导体的电阻率温度升高而增大，具有正的温度系数。在工业上广泛应用的热电阻温度计一般用来测量-200～+500℃范围的温度。铂电阻在常用的热电阻中准确度最高，国际温标ITS-90中还规定，将具有特殊构造的铂电阻作为13.5033K-961.78℃标准温度计来使用。

1.3 ADC0809

ADC0809是一个8位CMOS逐次逼近A/D转换器。内部有8个模拟输入通道和8个数字输出的A/D转换器，它是美国国家半导体公司的产品，是目前应用最广泛的国内芯片的通用8位A/D转换。片内带有锁存功能的8路模拟多路开关，可对8路输入模拟信号分时转换，具有多路开关的地址译码和锁存电路、8位A/D转换器和三态输出锁存器等。

2 系统硬件设计

该系统的硬件电路由主机，温度测量，温度控制，人机对话（键盘/显示/报警）4个主要部分组成。

该系统的结构框图如图所示。

温室控制系统结构框图

3 系统软件设计

通过对上面描述的工作过程，系统软件部分可分为以下几个模块。

温度检测及温度变换：完成A/D转换、数字滤波。

键盘管理：监控键盘输入，接受预设温度，启动系统。

显示：显示设定温度和电流的温度。

温度控制：根据检测到的温度控制的加热炉。

报警：当设定温度或温度超过极限报警。

4 结论

单片机对温室温度控制是一种单片机在现实生活中得到应用一个方面，此系统除具有的检测功能外，还有数据处理功能，温度显示功能，温度控制功能等等.系统采用MCS-51系列单片机8031作为控制核心，该选通信号，是通过计数定时器8031的内部1单元来完成的。由于受到计数频率的限制（MCU 12MHZ晶振是500 kHz左右），所以高频信号进行测量的硬件进行预分割，8031完成操作，控制和显示。由于单片机的使用，该系统是具有非常灵活的可编程性，可扩展和改进系统功能都是很容易的。而本次设计正是鉴于单片机在这方面的优异性能，来设计一种用单片机温度控制系统。

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