基于单片机的温室自动控制系统设计

摘要:温度、湿度和C02浓度等是影响作物生长的重要环境因子，为有效进行作物生长的环境控制，针对日光温室的特点，以模糊
控制理论为基础，计算机控制技术为平台，设计了一个基子模糊控制技术的计算机温室控制系统;介绍了以PC机为上位计算机，MCS
一51单片机为核心的智能仪表为下位机的智能温室分布式测控系统的工作原理及主要功能;详细阐述了该系统的软、硬件实现方法;
该套控制系统符合我国现阶段的国情且能很好地满足生产要求，成本低，运行可靠，便于推广应用。
    关健词:智能温室;计算机分布式自动控制系统;RS--485通信网络。智能设备;模糊控制
  Distributed Measurement and Control System Used in
Agricultural Greenhouse Based on Single一chip Controller
                            Ji Baojie，Zou Caihong，Wang Yongtian
      (College of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Agriculture University, Zhengzhou 450002，China)
    Abstract; Temperature, humidity and thickness of C02 have an important effect on the crops. Based on fuzzy control theory and com-
puter control technology, the working principle and main functions of the intelligent greenhouses with distributed control system are intro-
duced. This system uses PC as a host computer and intelligent instruments with MCS-51 single-chip microcomputers as secondary com-
puter systems. The design methods of system hardware and software are fully described. The system is accord with the reality of agricultur-
al production of our country and is considered suitable to agricultural greenhouse and it can reach producing requirements, low一cost and
high一reliability.
    Key words; intelligent greenhouse; computer distributed auto一control system; RS一485 communication network; intelligent instru-
ment; fuzzy control
0引言
    智能化温室是集农业科技的高、精、尖技术和计算机自动
控制技术于一体的先进的农业生产设施，是现代农业科技向产
业转化的物质基础。它能营造相对独立的作物生长环境，彻底
摆脱传统农业对自然环境的高度依赖。
    随着我国加人WTO,“科技兴省”是使我省在21世纪取
得长足发展的必然选择，当然，农业也不例外，河南省作为一
个农业大省，如何发展高效、节能、高科技农业以产出高质
量、高附加值的农产品对于我省经济的发展起着举足轻重的作
用。
    目前，智能化温室控制系统的研究国内已经受到重视，省
内已有采用工控机为控制手段的成套设备，并已投人使用，但
其控制成本高，性价比低。本文结合我国国情和生产要求，以
单片机为控制核心，研制了智能化温室控制系统，其成本较工
控机要低，运行可靠，便于大批量推广。
1控制系统原理与结构设计[C11
    本系统原理结构框图如图1所示，它是一个小型的分布式
数据采集与控制系统，是由数据采集工作站(下位机)和中心
计算机(上位机)组成的控制系统。其中数据采集工作站又由
相应的传感器(如温度传感器、湿度传感器、CO:浓度传感
器、光照度传感器等)、模拟量输入输出通道、开关量输出通
道所组成。工作站既可以独立完成各种信息的采集、预处理及
存储任务，又可接受从中心计算机送来的控制参数设置，启动
增温降温、加湿除湿、遮阳补光等调控设备，从而按不同要求
调控温室的微气候环境。上位机系统机将工作站送来的数据，
及时在线地用动态数据、曲线的方式显示起来，并储存在相应
的数据库中，一般可以保存一个生长季节的数据，对存储起来
的数据，按研究需要，进行分析、统计，可显示、打印成表格
或曲线或直方图，同时系统机也向下级机传递控制。
图1温室测控系统结构图