CN205049992U - 基于嵌入式系统的温室大棚控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，包括单片机，单片机的输入端分别与温湿度集成传感器、光强传感器和按键输入电路连接；单片机的输出端分别与LCD显示器、报警电路和执行电路连接。本实用新型的单片机接收温湿度集成传感器和光强传感器的检测信号，与预先设定的值进行比对分析，发送相应的控制命令给执行电路，并在LCD显示器上进行实时显示，可以使人们清楚直观地读出实时数值。按键输入电路与单片机和LCD显示器共同组成人机交互界面，人们通过按键电路可以设置大棚内温度、湿度和光照强度的上下限值。本实用新型能实现全自动检测和控制，使用干电池供电，具有很好的可靠性、较高的精确度和长期的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型属农作物种植环境监测与控制领域，具体涉及一种用于温室大棚关键环境因素的自动测量与控制的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统。
背景技术
一直以来农业都是我国的支柱行业，而且随着世界贸易的展开，国际竞争越来越激烈，在如此的一个国际化大趋势下，我国农业产品的发展必须通过提高本国农业产品的数量、质量以及我国政府各方面政策的支持等战略来减少贸易壁垒，所以温室大棚的建设显得尤为重要。
传统的温室大棚各因素参数值的检测和控制都是是以人为核心的，且现有的大棚调温方式是在大棚上部设置可以卷放的通风窗口，通过人工将通风窗口打开或关闭来调节大棚内部温度，这就要求人工反复对通风窗口进行卷放，而现有的大棚调湿度方式是人工根据天气状况或者大棚内湿度计判断棚内湿度，然后通过人工灌溉增加大棚内湿度，这样调整温度和湿度人工工作量大、费时费力，很难将大棚内部温度和湿度控制在适合植物生长的最佳情况；同时，大棚内部温湿度控制装置的供电系统都是采用市政供电，而经常性的温度调整会导致电量消耗过大，投资成本过高，从而需要我们采取一定的措施来改变这种状况。
实用新型内容
针对上述现有技术中的不足，本实用新型的目的是提供一种能自动测量控制空气温度、空气湿度、光照强度且使用干电池供电的，具有很好的可靠性、较高的精确度和长期的稳定性的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统。
为实现上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，包括单片机，单片机的输入端分别与温湿度集成传感器、光强传感器和按键输入电路连接；单片机的输出端分别与LCD显示器、报警电路和执行电路连接。
所述报警电路包括报警器和第一三极管，第一三极管的基极经电阻与单片机的输出端连接；第一三极管的发射极与报警器串联后与供电电源VCC连接；第一三极管的集电极接地。
所述按键输入电路包括三个相并联的按键，分别为第一按键、第二按键和第三按键；每个按键的一端接地、另一端与单片机的输入端连接。
所述执行电路包括温度控制电路、湿度控制电路和光照强度控制电路，所述温度控制电路包括第一继电器KJ1、第二三极管Q2和空调，第一继电器KJ1的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第二三极管Q2的发射极e，第二三极管Q2的集电极c接地；第二三极管Q2的基极b经电阻与单片机的输出端连接；第一继电器KJ的常开触头与空调的一端连接，空调另一端接地；所述温度控制电路包括第二继电器KJ2、第三三极管Q3和风扇，第二继电器KJ2的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第三三极管Q3的发射极e，第三三极管Q3的集电极c接地；第三三极管Q3的基极b经电阻与单片机的输出端连接；第二继电器KJ2的常开触头与风扇的一端连接，风扇另一端接地；所述光照强度控制电路包括第三继电器KJ3、第四继电器KJ4、卷帘电机、第四三极管Q4和第五三极管Q5，第三继电器KJ3的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第四三极管Q4的发射极e，第四三极管Q4的基极b接单片机的输出端，第三继电器KJ3的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；第四继电器KJ4的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第五三极管Q5的发射极e，第五三极管Q5的基极b接单片机的输出端，第四继电器KJ4的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；在第三继电器KJ3和第四继电器KJ4的公共端串联连接有卷帘电机。
所述供电电源VCC为干电池。
所述单片机为STC89C52单片机，温湿度集成传感器为DHT11传感器，光强传感器为BH1750FVI光强传感器，第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器均为HK4100F继电器。
本实用新型的单片机接收温湿度集成传感器和光强传感器的检测信号，与预先设定的值进行比对分析，发送相应的控制命令给执行电路，并在LCD显示器上进行实时显示，可以使人们清楚直观地读出实时数值。按键输入电路与单片机和LCD显示器共同组成人机交互界面，人们通过按键电路可以设置大棚内温度、湿度和光照强度的上下限值。当温湿度集成传感器检测的温度超出设定值时，单片机一方面通过报警器进行报警提醒，一方面通过温度控制电路调节温度。第一继电器线圈得电，常开触点闭合接通空调进行降温或升温，保持大棚内温度适宜。当温湿度集成传感器检测的湿度超出设定值时，单片机一方面通过报警器进行报警提醒，一方面通过温湿度控制电路调节湿度。第二继电器线圈得电，常开触点闭合接通风扇电机，风扇工作进行调节棚内湿度，保持大棚内湿度适宜。当光照强度超出设定值时，单片机通过光照强度电路调节大棚内的光照强度，第三继电器或第四继电器的线圈通电后，第三继电器或第四继电器的常开触点闭合，接通卷帘电机，卷帘电机将串联卷起或放下，保证大棚内光照强度适宜。本实用新型能实现全自动检测和控制，使用干电池供电，具有很好的可靠性、较高的精确度和长期的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
实施例：如图1所示，一种基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，包括单片机1，单片机1的输入端分别与温湿度集成传感器2、光强传感器3和按键输入电路4连接。所述按键输入电路4包括三个相并联的按键，分别为第一按键S1、第二按键S2和第三按键S3；每个按键的一端接地、另一端与单片机1的输入端连接。
单片机1的输出端分别与LCD显示器5、报警电路6和执行电路7连接。
所述报警电路6包括报警器14和第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极b经电阻与单片机1的输出端连接；第一三极管Q1的发射极e与报警器7串联后与供电电源VCC连接；第一三极管Q1的集电极c接地。
所述执行电路7包括温度控制电路8、湿度控制电路9和光照强度控制电路10，所述温度控制电路8包括第一继电器KJ1、第二三极管Q2和空调11，第一继电器KJ1的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第二三极管Q2的发射极e，第二三极管Q2的集电极c接地；第二三极管Q2的基极b经电阻与单片机1的输出端连接；第一继电器KJ的常开触头与空调11的一端连接，空调11另一端接地；所述温度控制电路9包括第二继电器KJ2、第三三极管Q3和风扇12，第二继电器KJ2的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第三三极管Q3的发射极e，第三三极管Q3的集电极c接地；第三三极管Q3的基极b经电阻与单片机1的输出端连接；第二继电器KJ2的常开触头与风扇12的一端连接，风扇12另一端接地；所述光照强度控制电路10包括第三继电器KJ3、第四继电器KJ4、卷帘电机13、第四三极管Q4和第五三极管Q5，第三继电器KJ3的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第四三极管Q4的发射极e，第四三极管Q4的基极b接单片机1的输出端，第三继电器KJ3的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；第四继电器KJ4的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第五三极管Q5的发射极e，第五三极管Q5的基极b接单片机1的输出端，第四继电器KJ4的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；在第三继电器KJ3和第四继电器KJ4的公共端串联连接有卷帘电机13。
其中，所述供电电源VCC为干电池。所述单片机1为STC89C52单片机，STC89C52单片机的抗干扰性能强、速度快、功耗低。温湿度集成传感器2为DHT11传感器，DHT11传感器由一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件构成，因为它采用的是专门的数字模块采集技术和温湿度传感技术，所以该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。光强传感器3为BH1750FVI光强传感器，BH1750FVI光强传感器具有高分辨率可以探测较大范围的光强度变化。温湿度集成传感器2和光强传感器3传输的都是数字信号，可以直接连接单片机省去了模数转换的麻烦。第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器均为HK4100F继电器。
工作原理：供电电源VCC给系统供电，按键输入电路4与单片机1和LCD显示器5共同组成人机交互界面，人们通过按键输入电路中第一按键S1、第二按键S2和第三按键S3可以设置大棚内温度、湿度和光照强度的上下限值。单片机1接收温湿度集成传感器2和光强传感器3的检测信号，与预先设定的值进行比对分析，发送相应的控制命令给执行电路，并在LCD显示器5上进行实时显示，可以使人们清楚直观地读出实时数值。当温湿度集成传感器2检测的温度超出设定值时，单片机1一方面通过报警电路6中的报警器14进行报警提醒，一方面通过温度控制电路8调节温度。第一继电器KJ1线圈得电，常开触点闭合接通空调11进行降温或升温，保持大棚内温度适宜。当温湿度集成传感器2检测的湿度超出设定值时，单片机1一方面通过报警器14进行报警提醒，一方面通过温湿度控制电路9调节湿度。第二继电器KJ2线圈得电，常开触点闭合接通风扇12，风扇工作进行调节棚内湿度，保持大棚内湿度适宜。当光强传感器3检测的光照强度超出设定值时，单片机1通过光照强度电路10调节大棚内的光照强度，第三继电器KJ3或第四继电器KJ4的线圈通电后，第三继电器KJ3或第四继电器KJ4的常开触点闭合，接通卷帘电机13，卷帘电机13将串联卷起或放下，保证大棚内光照强度适宜。
Claims (5)
1.一种基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，其特征在于：包括单片机（1），单片机（1）的输入端分别与温湿度集成传感器（2）、光强传感器（3）和按键输入电路（4）连接；单片机（1）的输出端分别与LCD显示器（5）、报警电路（6）和执行电路（7）连接；所述执行电路（7）包括温度控制电路（8）、湿度控制电路（9）和光照强度控制电路（10）；所述温度控制电路（8）包括第一继电器KJ1、第二三极管Q2和空调（11），第一继电器KJ1的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第二三极管Q2的发射极e，第二三极管Q2的集电极c接地；第二三极管Q2的基极b经电阻与单片机（1）的输出端连接；第一继电器KJ1的常开触头与空调（11）的一端连接，空调（11）另一端接地；所述温度控制电路（9）包括第二继电器KJ2、第三三极管Q3和风扇（12），第二继电器KJ2的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第三三极管Q3的发射极e，第三三极管Q3的集电极c接地；第三三极管Q3的基极b经电阻与单片机（1）的输出端连接；第二继电器KJ2的常开触头与风扇（12）的一端连接，风扇（12）另一端接地；所述光照强度控制电路（10）包括第三继电器KJ3、第四继电器KJ4、卷帘电机（13）、第四三极管Q4和第五三极管Q5，第三继电器KJ3的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第四三极管Q4的发射极e，第四三极管Q4的基极b接单片机（1）的输出端，第三继电器KJ3的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；第四继电器KJ4的线圈一端接供电电源VCC、另一端接第五三极管Q5的发射极e，第五三极管Q5的基极b接单片机（1）的输出端，第四继电器KJ4的常闭触点接地，常开触点接供电电源VCC；在第三继电器KJ3和第四继电器KJ4的公共端串联连接有卷帘电机（13）。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，其特征在于：所述报警电路（6）包括报警器（14）和第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极b经电阻与单片机（1）的输出端连接；第一三极管Q1的发射极e与报警器（14）串联后与供电电源VCC连接；第一三极管Q1的集电极c接地。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，其特征在于：所述按键输入电路（4）包括三个相并联的按键，分别为第一按键S1、第二按键S2和第三按键S3；每个按键的一端接地、另一端与单片机（1）的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，其特征在于：所述供电电源VCC为干电池。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的温室大棚控制系统，其特征在于：所述单片机（1）为STC89C52单片机，温湿度集成传感器（2）为DHT11传感器，光强传感器（3）为BH1750FVI光强传感器，第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器均为HK4100F继电器。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108614503A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-10-02 | 河南师范大学 | 基于分布式太阳能的多功能农林辅助系统 |
| CN109890114A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-06-14 | 无锡科技职业学院 | 一种光强检测控制装置 |
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2015
- 2015-08-19 CN CN201520623981.5U patent/CN205049992U/zh not_active Expired - Fee Related
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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