CN105807808A - 一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于，主要由微控制器，分别与微控制器相连接的电暖器、制冷机、显示器、信号转换电路、储存器，温度报警电路，以及与信号转换电路相连接的温度传感器组组成。本发明可以实时的采集大棚内的温度，当大棚内的温度过高或过低时可以自动启动制冷机或电暖器，从而能够及时准确的对温度进行调节，实现温度采集和温度控制的智能化，为农作物生长提供良好的条件；同时本发明的自动化程度高，可以节省劳动力。本发明的温度报警电路可以在大棚温度过高或者过低时发出报警声，如果长时间发出报警声则表示大棚内的制冷或制热效果不好，种植人员需及时对控制系统进行检查。

Description

一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，具体是指一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统。

背景技术

农作物的生长与温度息息相关，目前很多蔬菜都采用温室大棚种植，对于温室大棚来说，最重要的一个管理因素是温度控制，温度太低，蔬菜就会被冻死或者停止生长，温度过高也不利于蔬菜的生长，所以在蔬菜种植的过程中需要将大棚温度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。然而，目前温室大棚的温度控制主要依靠人工进行控制，这种温度控制方法不仅耗费大量人力，而且容易发生差错。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的温室大棚温度依靠人工控制，不仅耗费大量人力，而且容易发生差错的缺陷，提供一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，主要由微控制器，分别与微控制器相连接的电暖器、制冷机、显示器、信号转换电路、储存器，温度报警电路，以及与信号转换电路相连接的温度传感器组组成。

进一步的，所述温度报警电路由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，与非门A1，与非门A2，与非门A3，与非门A4，放大器P3，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极经电阻R16后与放大器P3的负极相连接的二极管D8，一端与三极管VT5的基极相连接、另一端则与二极管D8的N极共同形成该温度报警电路的输入端的电阻R11，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与二极管D8的N极相连接的电容C10，正极与三极管VT5的集电极相连接、负极经电阻R13后与二极管D8的N极相连接的电容C11，串接在三极管VT5的集电极和三极管VT6的集电极之间的电阻R12，串接在与非门A1的输出端和负极之间的电阻R14，正极与与非门A1的负极相连接、负极与与非门A2的输出端相连接的电容C12，N极与与非门A3的正极相连接、P极与电容C12的负极相连接的二极管D9，串接在与非门A3的输出端和负极之间的电阻R15，正极与与非门A3的负极相连接、负极与放大器P3的负极相连接的电容C13，串接在与非门A4的输出端和放大器P3的正极之间的电阻R17，串接在三极管VT7的基极和集电极之间的电阻R19，串接在三极管VT8的基极和三极管VT6的集电极之间的电阻R18，以及一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经报警器BL后与三极管VT6的集电极相连接的电阻R20组成；所述三极管VT8的基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与三极管VT7的发射极相连接；所述三极管VT7基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与放大器P3的负极相连接；所述与非门A2的正极和负极均与与非门A1的输出端相连接；所述与非门A4的正极和负极均与与非门A3的输出端相连接；所述三极管VT6的基极与电容C11的负极相连接、其集电极则与与非门A1的正极相连接。

所述信号转换电路由模拟信号放大电路，与模拟信号放大电路相连接的高效转换电路组成；所述模拟信号放大电路的输入端与温度传感器组相连接，该高效转换电路的输出端则与微控制器相连接。

所述模拟信号放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，N极经电阻R1后与放大器P1的正极相连接、P极与温度传感器组相连接的二极管D1；负极与放大器P1的正极相连接、正极与放大器P1的输出端相连接的电容C1，N极经电阻R4后与放大器P2的输出端相连接、P极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3，负极与放大器P2的正极相连接、正极与放大器P2的输出端相连接的电容C2，N极与放大器P2的负极相连接、P极接地的稳压二极管D2，与稳压二极管D2相并联的电阻R3，以及串接在放大器P1的负极和稳压二极管D2的P极之间的电阻R2组成；所述三极管VT1的发射极与放大器P1的正极相连接、其集电极与放大器P1的输出端相连接；所述二极管D3的N极与高效转换电路相连接；所述放大器P2的输出端与高效转换电路相连接、其正极与放大器P1的输出端相连接。

所述高效转换电路由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与转换芯片U的SS管脚相连接、负极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接的电容C3，N极与转换芯片U的GND管脚相连接、P极接地的稳压二极管D4，正极与转换芯片U的VREF管脚相连接、负极与稳压二极管D4的N极相连接的电容C6，正极与稳压二极管D4的P极相连接、负极经电阻R6后与电容C6的负极相连接的电容C5，正极与电容C5的正极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C4，正极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C7，与电容C7相并联的电阻R7，正极与二极管D3的N极相连接、负极与转换芯片U的V+管脚相连接的电容C8，串接在电容C8的正极和三极管VT3的集电极之间的电阻R9，N极与三极管VT4的基极相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D5，P极经电感L后与三极管VT4的发射极相连接、N极经电容C9后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D6，P极与三极管VT3的发射极相连接、N极与微控制器相连接的二极管D7，以及一端与二极管D7的N极相连接、另一端接地的电阻R10组成；所述转换芯片U的SHDN管脚与放大器P2的输出端相连接、其V-管脚则与电容C7的正极相连接、其LX管脚则与三极管VT3的基极相连接；所述三极管VT2的发射极接地、其基极与稳压二极管D4的P极相连接；所述三极管VT4的集电极与电容C8的正极相连接。

所述转换芯片U为MAX752集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以实时的采集大棚内的温度，当大棚内的温度过高或过低时可以自动启动制冷机或电暖器，从而能够及时准确的对温度进行调节，实现温度采集和温度控制的智能化，为农作物生长提供良好的条件；同时本发明的自动化程度高，可以节省劳动力。

(2)本发明的温度报警电路可以在大棚温度过高或者过低时发出报警声，如果长时间发出报警声则表示大棚内的制冷或制热效果不好，种植人员需及时对控制系统进行检查。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的信号转换电路的结构示意图。

图3为本发明的温度报警电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明的基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，主要由微控制器，电暖器，制冷机，显示器，信号转换电路，储存器，温度报警电路以及温度传感器组8部分组成。

其中，微控制器是本发明的控制中心，其优选MCS-51单片机来实现。该温度传感器组包括多个温度传感器，每个温度传感器均匀的分布在大棚内，如此可以更精确的检测大棚内的温度，该温度传感器优选上海科旗仪表有限公司生产的SMW温度传感器来实现。该信号转换电路用于对温度传感器输出的信号转换为数字信号，其输入端与温度传感器的信号输出端相连接，其输出端则与MCS-51单片机的P1.0管脚相连接。该储存器用于预先储存农作物生长的最佳温度范围值，其与MCS-51单片机的P1.1管脚相连接。该显示器则与MCS-51单片机的P0.3管脚相连接；电暖器则与MCS-51单片机的P0.1管脚相连接；制冷机与MCS-51单片机的P0.2管脚相连接。温度报警电路则与MCS-51单片机的P0.4管脚和P0.5管脚相连接。

所述信号转换电路可以高效的把温度传感器输出的模拟信号转换为MCS-51单片机所能识别的数字信号，其结构如图2所示，由模拟信号放大电路，与模拟信号放大电路相连接的高效转换电路组成。所述模拟信号放大电路的输入端与温度传感器组相连接，该高效转换电路的输出端则与MCS-51单片机相连接。

其中，所述模拟信号放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，二极管D1，二极管D3，稳压二极管D2，电容C1以及电容C2组成。

连接时，二极管D1的N极经电阻R1后与放大器P1的正极相连接、其P极与温度传感器组相连接。电容C1的负极与放大器P1的正极相连接、其正极与放大器P1的输出端相连接。二极管D3的N极经电阻R4后与放大器P2的输出端相连接、其P极与三极管VT1的基极相连接。电容C2的负极与放大器P2的正极相连接、其正极与放大器P2的输出端相连接。稳压二极管D2的N极与放大器P2的负极相连接、其P极接地。电阻R3与稳压二极管D2相并联。电阻R2则串接在放大器P1的负极和稳压二极管D2的P极之间。

所述三极管VT1的发射极与放大器P1的正极相连接、其集电极与放大器P1的输出端相连接。所述二极管D3的N极与高效转换电路相连接。所述放大器P2的输出端与高效转换电路相连接、其正极与放大器P1的输出端相连接。温度传感器输出的模拟信号很微弱，该模拟信号放大电路则可以对模拟信号进行不失真的放大，以便高效转换电路进行处理。

另外，所述高效转换电路可以把模拟信号转换为数字信号发送给MCS-51单片机，其由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电容C3，电容C4，电容C5，电容C6，电容C7，电容C8，电容C9，稳压二极管D4，二极管D5，二极管D6以及二极管D7组成。

连接时，电容C3的正极与转换芯片U的SS管脚相连接、其负极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接。稳压二极管D4的N极与转换芯片U的GND管脚相连接、其P极接地。电容C6的正极与转换芯片U的VREF管脚相连接、其负极与稳压二极管D4的N极相连接。电容C5的正极与稳压二极管D4的P极相连接、其负极经电阻R6后与电容C6的负极相连接。电容C4的正极与电容C5的正极相连接、其负极与电容C6的负极相连接。电容C7的正极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接、其负极与电容C6的负极相连接。电阻R7与电容C7相并联。电容C8的正极与二极管D3的N极相连接、其负极与转换芯片U的V+管脚相连接。电阻R9串接在电容C8的正极和三极管VT3的集电极之间。二极管D5的N极与三极管VT4的基极相连接、其P极与三极管VT3的发射极相连接。二极管D6的P极经电感L后与三极管VT4的发射极相连接、其N极与电容C9的正极相连接。所述电容C9的负极与三极管VT3的发射极相连接。二极管D7的P极与三极管VT3的发射极相连接、其N极与微控制器相连接。电阻R10的一端与二极管D7的N极相连接、其另一端接地。

同时，所述转换芯片U的SHDN管脚与放大器P2的输出端相连接、其V-管脚则与电容C7的正极相连接、其LX管脚则与三极管VT3的基极相连接。所述三极管VT2的发射极接地、其基极与稳压二极管D4的P极相连接。所述三极管VT4的集电极与电容C8的正极相连接。为了更好的实施本发明，所述转换芯片U优选MAX752集成芯片来实现。

该温度报警电路可以在大棚内温度过高或过低时发出报警声，其结构如图3所示，其由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，与非门A1，与非门A2，与非门A3，与非门A4，放大器P3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电容C10，电容C11，电容C12，电容C13，报警器BL，二极管D8以及二极管D9组成。

其中，与非门A1，与非门A2，与非门A3，与非门A4，电阻R14，电阻R15，电容C12，电容C13以及二极管D9组成一个振荡电路。连接时，电阻R14串接在与非门A1的输出端和负极之间。电容C12的正极与与非门A1的负极相连接、其负极与与非门A2的输出端相连接。二极管D9的N极与与非门A3的正极相连接、其P极与电容C12的负极相连接。电阻R15串接在与非门A3的输出端和负极之间。电容C13的正极与与非门A3的负极相连接、其负极与放大器P3的负极相连接。所述与非门A2的正极和负极均与与非门A1的输出端相连接。所述与非门A4的正极和负极均与与非门A3的输出端相连接。该振荡电路可以根据输入的信号发出驱动信号，以驱动报警器报警。

同时，二极管D8的P极与三极管VT6的发射极相连接、其N极经电阻R16后与放大器P3的负极相连接。电阻R11的一端与三极管VT5的基极相连接、其另一端则与MCS-51单片机的P0.4管脚相连接。所述二极管D8的N极则与MCS-51单片机的P0.5管脚相连接。电容C10的正极与三极管VT5的发射极相连接、其负极与二极管D8的N极相连接。电容C11的正极与三极管VT5的集电极相连接、其负极经电阻R13后与二极管D8的N极相连接。电阻R12串接在三极管VT5的集电极和三极管VT6的集电极之间。电阻R17串接在与非门A4的输出端和放大器P3的正极之间。电阻R19串接在三极管VT7的基极和集电极之间。电阻R18串接在三极管VT8的基极和三极管VT6的集电极之间。电阻R20的一端与三极管VT8的发射极相连接、其另一端则经报警器BL后与三极管VT6的集电极相连接。

该三极管VT8的基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与三极管VT7的发射极相连接。所述三极管VT7基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与放大器P3的负极相连接。所述三极管VT6的基极与电容C11的负极相连接、其集电极则与与非门A1的正极相连接。

工作时，温度传感器组实时采集大棚内的温度信号并传输给信号转换电路，信号转换电路把温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号后传输给微控制器，微控制器把采集到的温度值与预先储存在储存器内的最优温度值范围进行对比，当大棚内的温度高于预设值时微控制器驱动制冷机工作给大棚内的空气降温，同时温度报警电路报警，直至大棚内温度处于预设的温度范围值内；当大棚内的温度低于预先设置的温度值时，微控制器则驱动电暖器工作对大棚内进行加温，同时温度报警电路报警，直至大棚内温度处于预设的温度范围值内；当大棚内的温度值处于预先温度范围时，电暖器和制冷机都不工作，温度报警电路不报警。同时该显示器显示大棚内的实时温度值。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (6)

1.一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于，主要由微控制器，分别与微控制器相连接的电暖器、制冷机、显示器、信号转换电路、储存器，温度报警电路，以及与信号转换电路相连接的温度传感器组组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于：所述温度报警电路由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，三极管VT8，与非门A1，与非门A2，与非门A3，与非门A4，放大器P3，P极与三极管VT6的发射极相连接、N极经电阻R16后与放大器P3的负极相连接的二极管D8，一端与三极管VT5的基极相连接、另一端则与二极管D8的N极共同形成该温度报警电路的输入端的电阻R11，正极与三极管VT5的发射极相连接、负极与二极管D8的N极相连接的电容C10，正极与三极管VT5的集电极相连接、负极经电阻R13后与二极管D8的N极相连接的电容C11，串接在三极管VT5的集电极和三极管VT6的集电极之间的电阻R12，串接在与非门A1的输出端和负极之间的电阻R14，正极与与非门A1的负极相连接、负极与与非门A2的输出端相连接的电容C12，N极与与非门A3的正极相连接、P极与电容C12的负极相连接的二极管D9，串接在与非门A3的输出端和负极之间的电阻R15，正极与与非门A3的负极相连接、负极与放大器P3的负极相连接的电容C13，串接在与非门A4的输出端和放大器P3的正极之间的电阻R17，串接在三极管VT7的基极和集电极之间的电阻R19，串接在三极管VT8的基极和三极管VT6的集电极之间的电阻R18，以及一端与三极管VT8的发射极相连接、另一端则经报警器BL后与三极管VT6的集电极相连接的电阻R20组成；所述三极管VT8的基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与三极管VT7的发射极相连接；所述三极管VT7基极与放大器P3的输出端相连接、其集电极则与放大器P3的负极相连接；所述与非门A2的正极和负极均与与非门A1的输出端相连接；所述与非门A4的正极和负极均与与非门A3的输出端相连接；所述三极管VT6的基极与电容C11的负极相连接、其集电极则与与非门A1的正极相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于：所述信号转换电路由模拟信号放大电路，与模拟信号放大电路相连接的高效转换电路组成；所述模拟信号放大电路的输入端与温度传感器组相连接，该高效转换电路的输出端则与微控制器相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于：所述模拟信号放大电路由放大器P1，放大器P2，三极管VT1，N极经电阻R1后与放大器P1的正极相连接、P极与温度传感器组相连接的二极管D1；负极与放大器P1的正极相连接、正极与放大器P1的输出端相连接的电容C1，N极经电阻R4后与放大器P2的输出端相连接、P极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3，负极与放大器P2的正极相连接、正极与放大器P2的输出端相连接的电容C2，N极与放大器P2的负极相连接、P极接地的稳压二极管D2，与稳压二极管D2相并联的电阻R3，以及串接在放大器P1的负极和稳压二极管D2的P极之间的电阻R2组成；所述三极管VT1的发射极与放大器P1的正极相连接、其集电极与放大器P1的输出端相连接；所述二极管D3的N极与高效转换电路相连接；所述放大器P2的输出端与高效转换电路相连接、其正极与放大器P1的输出端相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于：所述高效转换电路由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与转换芯片U的SS管脚相连接、负极经电阻R5后与三极管VT2的集电极相连接的电容C3，N极与转换芯片U的GND管脚相连接、P极接地的稳压二极管D4，正极与转换芯片U的VREF管脚相连接、负极与稳压二极管D4的N极相连接的电容C6，正极与稳压二极管D4的P极相连接、负极经电阻R6后与电容C6的负极相连接的电容C5，正极与电容C5的正极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C4，正极经电阻R8后与三极管VT3的发射极相连接、负极与电容C6的负极相连接的电容C7，与电容C7相并联的电阻R7，正极与二极管D3的N极相连接、负极与转换芯片U的V+管脚相连接的电容C8，串接在电容C8的正极和三极管VT3的集电极之间的电阻R9，N极与三极管VT4的基极相连接、P极与三极管VT3的发射极相连接的二极管D5，P极经电感L后与三极管VT4的发射极相连接、N极经电容C9后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D6，P极与三极管VT3的发射极相连接、N极与微控制器相连接的二极管D7，以及一端与二极管D7的N极相连接、另一端接地的电阻R10组成；所述转换芯片U的SHDN管脚与放大器P2的输出端相连接、其V-管脚则与电容C7的正极相连接、其LX管脚则与三极管VT3的基极相连接；所述三极管VT2的发射极接地、其基极与稳压二极管D4的P极相连接；所述三极管VT4的集电极与电容C8的正极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于温度报警的温室大棚温度自动控制系统，其特征在于：所述转换芯片U为MAX752集成芯片。