山東濰坊中瑞溫室 溫室智能控制系統(tǒng)設(shè)計 溫室控制技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重要內(nèi)容，通過對溫室內(nèi)外監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長發(fā)育的規(guī)律，控制有關(guān)設(shè)備，實現(xiàn)對溫室要素的調(diào)控，達(dá)到作物、、的栽培目的。本文通過對溫室控制技術(shù)的研究，提出一種新的溫室智能控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。該應(yīng)用系統(tǒng)采用分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式，以PC機為上位機，完成數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)設(shè)置等輔助功能；采用MCS-51單片機為下位機，完成全部控制功能，下位機可脫離上位機獨立工作。 　　關(guān)鍵詞:溫室； 單片機；傳感器； 控制系統(tǒng) 　　1 引言 　　近二十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，計算機及相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。在國內(nèi)技術(shù)水平相對落后的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，計算機技術(shù)的應(yīng)用也從無到有、從少到多有了長足進步；其中溫室控制技術(shù)及控制系統(tǒng)的應(yīng)用是較典型的例子。而人工環(huán)境的調(diào)節(jié)控制是溫室農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。日前，國內(nèi)許多地方都已引進了以色列、荷蘭等的溫室控制系統(tǒng)，并同時在積極的組織力量進行有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，設(shè)計和制造適合我國國情、具有較高技術(shù)水平的溫室控制系統(tǒng)。 　　2 系統(tǒng)功能 　　本系統(tǒng)是由PC機為上位機，MCS-51單片機作為下位機組成的溫室群集散控制系統(tǒng)，系統(tǒng)多可控制256臺下位機，即包含256個子系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)計為一典型的分布式計算機控制系統(tǒng)，全部控制功能由下位機實現(xiàn)，上位機僅實現(xiàn)輔助功能；因此，子系統(tǒng)可在下位機的控制下，脫離上位機，獨立的工作。由于上位機與下位機距離較遠(yuǎn)，某些情況下要求有較高的傳輸速率，因此系統(tǒng)采用RS485串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。系統(tǒng)有兩種控制方式:自動控制、手動控制；可通過按鍵進行切換。 　　3 溫室智能控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 　　3.1 溫室智能控制系統(tǒng)框圖 　　圖1 溫室智能控制系統(tǒng)框圖 　　溫室智能控制系統(tǒng)組成如圖1所示。 　　3.2 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計 　　本系統(tǒng)由硬件、軟件兩部分組成。如圖2所示，硬件部分包括10個組成單元，每個組成單元就是一個線路板組件 　　圖2 系統(tǒng)硬件部分框圖 　　3.2.1 各種傳感器 　　由于要對各種環(huán)境要素進行監(jiān)測，因此傳感器是必不可少的，為了便于輸出信號長距離傳輸、減小信號的失真，設(shè)計采用兩線制4-20mA電流型傳感器。個別種類的傳感器只有電壓信號輸出，在當(dāng)?shù)匾M行電壓電流轉(zhuǎn)換，以便于傳輸。 　　3.2.2 輸入轉(zhuǎn)換板 　　為了防止電氣干擾，數(shù)字量、開關(guān)量、脈沖量，需要進行光電隔離；模擬量也可能受到電氣干擾，但對模擬量進行線性隔離，對精度有較大影響，所以本系統(tǒng)對模擬量沒有進行隔離，僅采用了過壓保護措施。對模擬輸入量采用運放組成的跟隨器進行阻抗隔離，消除后級輸入電阻的影響。