| 毕业设计 蔬菜大棚温湿度检测与控制系统 共62页，20772字 1 概述 1.1 温室计算机控制的概况 应用自动控制和电子计算机实现农业生产和管理的自动化，是农业现代化的重要标志之一。近年来电子技术和信息技术的飞速发展，带来了温室控制与管理技术方面的一场革命，随着“设施农业”、“虚拟农业”等新名称的出现，“设施园艺”、“虚拟温室”的概念也应运而生。温室计算机控制与管理系统正在不断吸收自动控制和信息管理领域新的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善，从而使温室种植业实现真正意义上的现代化、产业化。国内外温室计算机控制技术的发展状况计算机的发展最早可以追溯到上个世纪的40年代，但将计算机用于环境控制则开始于20世纪60年代。20世纪80年代初诞生了第一批温室控制计算机，此后温室计算机控制及管理技术便先是在发达国家得到广泛应用，后来各发展中国家也都纷纷引进、开发出适合自己的系统。这在给各国带来巨大的经济效益的同时，也极大地推动了各国农业的现代化进程。 温度监测预警系统是针对蔬菜大棚温度监测而设计，同时也可用于粮食仓储、冷库及烟叶发酵等场合的温度监测。塑料大棚是开发日光资源、充分利用太阳光能的主要形式之一，能避光、增产、保湿，为蔬菜生长创造一个良好环境。蔬菜大棚作为一个相对封闭的环境，其内部形成了一个小气候环境，良好的空气环境是蔬菜正常生长的重要条件。为了增产、增收，要注意大棚内部的气体、温度和湿度3个重要因素。气体主要是指棚内的二氧化碳的含量。当空气中的二氧化碳浓度提高到0.1%时，可使蔬菜的光合作用速率增加 1 倍以上，增产20%~80%；若使二氧化碳浓度降至0.005%时，光合作用几乎停止。蔬菜生长的适宜温度为 20°~30℃。大棚内白天增温快，当棚外平均气温为 15℃时，棚内可达 40°~50℃。因此，要适时调节棚内温度，避免高温危害。塑料大棚经常处于密闭状态，蒸发量大大减小，内部湿度一般在80%~90%，湿度过大极易导致病虫害的发生。现在对大棚内气体、温度和湿度的有效调节，主要是通过适时的通风来实现。二氧化碳含量过大和湿度过大都会导致温度升高。通过调节温度可以有效地控制二者的浓度。因此，对棚内温度的控制是非常重要的。本文介绍的分布式单总线蔬菜大棚温度监测预警系统，采用全数字化设计，直接监测每个棚内不同部分的温度，通过对温度的良好控制，有效地提高蔬菜的产量。 2 系统的硬件组成电路设计 2.1 系统的硬件组成框图 本系统为一个全自动的蔬菜大棚温湿度巡回检测与控制系统，由以下几部分组成：AT89C51单片机，温湿度传感器，8255并行口电路A/D转换器变送器，驱动电路报警和显示电路组成，其接口部分包括单片机外扩展的数据存储器6264一片和地址锁存器74LS373，系统的组成如图1-1所示： ...... 3 单总线接口 3.1 单总线技术概述 单总线技术是美国达拉斯半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为一根信号线，允许在这根信号线上挂上数百个测控对象，这些测控对象所用器件芯片是由该公司提供的。每个芯片均有一个64位的ROM，厂家对每一个芯片用激光烧写编码，其中存有16位十进制编码的序列号，也称之为身份证号，确保挂在单总线上后，可以被唯一地区分识别出来。这是定位和寻址器件实现单总线测控功能的前提条件。ROM中含有CRC检验码，能确保数据交换可靠。芯片内还含有收、发控制和电源存储电路，其示意图如图1所示。这些芯片的耗电量都很小，从总线上“偷”一点电（空闲时几微瓦，工作时几毫瓦）存在大电容中就可正常工作了，故一般不用另附电源。更为可贵的是这些芯片在检测点就把模拟信号数字化了，这样在单总线上传送的是数字信号，使系统的抗干扰性能好、可靠性高。 应当指出，单总线技术是建立在码分多址、串行分时数据交换的基础上的，因此只能用于对速度要求不高的场合，一般用于100kbps以下速率的测控系统中。 采用单总线接口芯片可以方便的组成数据交换网络，有单总线芯片组成的网络，称为微型局域网。微型局域网是一种主从式网络，它以个人计算或者单片机作为网络的主设备。而网络中的其他设备被称为从设备。从设备右主设备集中管理来实现主设备和各个从设备之间的数据通信。微型局域网的规模灵活可变，一个网络中的从设备数可以从几个到数个千个不等。理论上几乎不存在限制。微型局域网的组建十分简单，只需要一对普通的双绞线旧能组网。而且所有的从设备无须自带电源。因为具有组网快，成本低的特点。非常适合现场，是现场总线技术的一种新选择。 单总线技术有三个显著特点： ....... |
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