CN101292611A - 基于单片机的温室控制系统 - Google Patents

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陈教料
胥芳
张立彬
严海
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Abstract

一种基于单片机的温室控制系统，包括温室执行机构，温室执行机构包括通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统或灌溉系统，还包括用于采集温室内参数的参数检测装置和用于温室内进行控制的单片机，参数检测装置包括温度传感器、湿度传感器或光照度传感器，单片机包括：用于存储特定作物生长或畜禽养殖的专家知识的数据库，用于进行参数设置和作物或畜禽品种选择的人机操作模块，用于根据接收到的参数检测装置的信号，依照专家知识的控制方式，向对应参数的执行机构发出启动指令的温室参数控制模块，温室参数控制模块的输出连接温室执行机构。本发明提高生产效率、控制精度高、降低成本、有效满足温室作物生长或畜禽养殖的需求。

Description

基于单片机的温室控制系统
技术领域
本发明涉及温室控制技术，尤其是一种温室控制系统。
背景技术
目前，我国普遍使用的各类日光温室绝大部分采用手动控制，生产效率低下。温室包括通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统、补光系统、灌溉系统和CO2系统，都需要人为进行控制，控制过程一般参照特定作物生长或畜禽养殖专经验，创造适合作物生长或畜禽养殖的温室环境。随着人工成本的提高，单位产品的生产成本也相应偏高。温室作物趋向于多样化，对环境的要求越来越高，手动控制控制的低精度特点已不能完全满足温室作物生长或畜禽养殖的需求。
发明内容
为了克服已有温室控制方法的生产效率低下、精度低、成本高、不能满足温室作物生长或畜禽养殖的需求的不足，本发明提供一种提高生产效率、控制精度高、降低成本、有效满足温室作物生长或畜禽养殖的需求的基于单片机的温室控制系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于单片机的温室控制系统，包括温室执行机构，所述温室执行机构包括通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统或灌溉系统，所述温室控制系统还包括用于采集温室内参数的参数检测装置和用于温室内进行控制的单片机，所述参数检测装置包括温度传感器、湿度传感器或光照度传感器，所述参数检测装置与单片机连接，所述单片机包括：用于存储特定作物生长或畜禽养殖的专家知识的数据库，用于进行参数设置和作物或畜禽品种选择的人机操作模块，用于根据接收到的参数检测装置的信号，依照专家知识的控制方式，向对应参数的执行机构发出启动指令的温室参数控制模块，所述温室参数控制模块的输出连接温室执行机构。
作为优选的一种方案：所述的单片机连接用户键盘和显示液晶屏。
作为优选的另一种方案：所述的单片机还包括用于检测温室执行机构中电机是否有故障的故障检测模块，所述故障检测模块与安装在所述电机上的故障检测装置连接。
进一步，所述的单片机还包括用于与上位机进行数据传送或报警的扩展模块。
本发明的技术构思为：通过在现有的各种传感器采集温室内温度，湿度，光照度等数据。经过控制系统系统的模拟量、数字量输入口传输到CPU(如STC89C58)中进行处理和存储。单片机内嵌特定作物生长或畜禽养殖专家控制模块，控制模块会根据采集数据进行处理分析计算，输出控制电机和电磁阀等设备的继电器信号，从而实现对温室的温度、湿度和光照控制。
本发明的有益效果主要表现在：提高生产效率、控制精度高、降低成本、有效满足温室作物生长或畜禽养殖的需求。
附图说明
图1是本发明的温室控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种基于单片机的温室控制系统，包括温室执行机构，所述温室执行机构包括通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统或灌溉系统，所述温室控制系统还包括用于采集温室内参数的参数检测装置和用于温室内进行控制的单片机，所述参数检测装置包括温度传感器、湿度传感器或光照度传感器，所述参数检测装置与单片机连接，所述单片机包括：用于存储特定作物生长或畜禽养殖的专家知识的数据库，用于进行参数设置和作物或畜禽品种选择的人机操作模块，用于根据接收到的参数检测装置的信号，依照专家知识的控制方式，向对应参数的执行机构发出启动指令的温室参数控制模块，所述温室参数控制模块的输出连接温室执行机构。
所述的单片机还包括用户键盘和显示液晶屏。所述的单片机还包括用于检测温室执行机构中电机是否有故障的故障检测模块，所述故障检测模块与安装在所述电机上的故障检测装置连接。所述的单片机还包括用于与上位机进行数据传动的扩展模块。
本实例根据温室控制系统的特点，将温室控制系统分为采集输入层、数据处理层、操作控制层。
采集输入层：包括8路模拟量输入接口和8路数字量输入接口。用于温湿度、光照度、二氧化碳等传感器的数据采集，并且传输给数据处理层。
数据处理层：通过A/D采集输入到单片机中进行数据的处理、存储，并同时显示到液晶(LCD)上。用户可以根据显示液晶和用户键盘进行较复杂的参数设置或傻瓜式作物和/或畜禽品种选择的人机操作。根据作物生长或畜禽养殖专家控制模块的要求和采集数据，输出信号给数字量输出接口。例如，依照专家知识的控制方式，某种作物生长环境温度为18～30℃，湿度为大于60％，太阳辐射小于3万勒克司。通过温度传感器当前的温度为31℃，湿度传感器检测的湿度为30％，室外太阳辐射为6.5万勒克司，则单片机启动湿帘风机系统进行降温加湿，直到温度达到28.5℃，并依照太阳辐射小于3万勒克司，通过定时控制遮阳系统的驱动电机，定期打开遮阳系统和关闭遮阳系统，其他参数的控制过程可根据专家知识进行。
故障检测装置可检测执行机构电机是否正常运行，以及电机是否存在故障。
还可通过扩展模块与上位机进行数据传送，或可与短信猫相连实现环境超标和故障自动短信息报警。
操作控制层：根据输出接口的数据控制继电器，从而对温室执行机构中的通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统、加热系统、补光系统、灌溉系统和CO2系统进行控制，创造适合作物生长或畜禽养殖的温室环境。
本实施例的温室控制系统集合了各种采集、控制以及傻瓜式人机交互操作方式，实现各类温室环境监控。采用独立的方式进行工作，不需要依靠工控机等上位机。价格低廉、抗干扰性能好、具有强大的故障检测能力。易于扩展，容易实现环境超标和故障自动短信息报警。

Claims (4)

1、一种基于单片机的温室控制系统，包括温室执行机构，所述温室执行机构包括通风系统、加热系统、遮阳系统、湿帘风机系统或灌溉系统，其特征在于：所述温室控制系统还包括用于采集温室内参数的参数检测装置和用于温室内进行控制的微控制器，所述参数检测装置包括温度传感器、湿度传感器或光照度传感器，所述参数检测装置与微控制器连接，所述微控制器包括：用于存储特定作物生长或畜禽养殖的专家知识的数据库，用于进行参数设置和作物或畜禽品种选择的人机操作模块，用于根据接收到的参数检测装置的信号，依照专家知识的控制方式，向对应参数的执行机构发出启动指令的温室参数控制模块，所述温室参数控制模块的输出连接温室执行机构。
2、如权利要求1所述的基于单片机的温室控制系统，其特征在于：所述的微控制器连接用户键盘和显示液晶屏。
3、如权利要求1或2所述的基于单片机的温室控制系统，其特征在于：所述的微控制器还包括用于检测温室执行机构中电机是否有故障的故障检测模块，所述故障检测模块与安装在所述电机上的故障检测装置连接。
4、如权利要求3所述的基于单片机的温室控制系统，其特征在于：所述的微控制器还包括用于与上位机进行数据传送或报警的扩展模块。
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