蔬菜大棚温度检测系统设计

温室大棚温度测量系统设计 摘要 温度控制是蔬菜大棚最重要的一个管理因素， 温度过高或过低，都会影响蔬菜的生长。传统 的温度控制是用温度计来测量， 并根据此温度人工来调节其温度。 但仅靠人工控制既耗人力， 又容易发生差错。为此，现代的蔬菜大棚管理中通常需要温度自动控制系统，以简单方便、 快速的的控制大棚内的温度。 本设计以 STC89C52RC 单片机为控制中心，用DS18B20 为温度检测传感器，NRF905 无线射频 芯片为传述单元并用 LCD1602 显示。由温度测量控制电路、键盘、显示电路、报警电路等组 成，实现对大棚环境温度测量与控制， 用户可通过键盘设置需要报警的上下限值。 文中从硬 件和软件两方面介绍了温度控制系统， 对硬件原理图和程序流程图进行了系统的描述。 并用 Keil 作为软件调试界面，PROTEUS 作为硬件仿真界面， 实现了系统的总体调试， 结果表明该 系统能实现温度的自动测量和自动控制功能， 可将棚内的温度始终控制在适合蔬菜生长的温 度范围内。 关键词: STC89C52RC，温度传感器，NRF905，LCD1602 ABSTRACT For the vegetable greenhouse, the most important management factor is the temperature control. If the temperature is too high or too low, the vegetables will be killed or stopped temperature control is suspended a thermometer ingreenhouse internal, the workers can regulate the temperature inside the greenhouse based on the temperature value. Now, the modern management of vegetable greenhouses usually uses automatic temperature to control system. The design use the STC89C52RC microcontroller as the control center, within DS18B20 for temperature detection element, including the temperature control circuit, keyboard, display circuit, alarm circuit, achieving the greenhouse environment, temperature measurement and control, the user can set the desired alarm through the keyboard. And using Keil as a software debugging interface, PROTEUS as hardware emulation and debugging interface to achieve the overall system debugging, the results show that the system can realize automatic temperature measurement and automatic control, So can always control the temperature of greenhouse for vegetable growth’s temperature range. KEY WORDS：STC89C52RC， temperature sensor，NRF905，LCD1602 1 绪论 背景及意义 蔬菜的生长与温度息息相关， 对于蔬菜大棚来说， 最重要的一个管理因素是温度控制。 温度 太低，蔬菜就会被冻死或则停止生长， 所以要将温度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。 为 此，智能的大棚温度控制系统已经成为农民的迫切需要。 最早的蔬菜大棚的温度监控方法无非是温度计查看， 然后是人工处理， 实时性差而且占用大 量的人工资源，又容易发生差错。 大棚内蔬菜的生长要受到环境中参数的影响。 如今大多数对大棚环境条件的监测与控制还是 在采用很久以前的人工管理方式， 这样很难避免的造成了测控误差时等缺点， 容易造成难以 估计的损失，结果浪费了人力、物力，而且很难达到很好的效果。 目前，随着蔬菜大棚的迅速增多， 人们对其性能特别提高生产效率的要求也越来越高， 人们 都迫切的希望大棚的生产实现自动化。 温室大棚是植物栽培生产中必不可少的设施之一， 温 度是衡量温室大棚的最重要的指标， 它直接影响到栽培作物的的生长和产量， 为了能给作物 提供一个合适的生长环境，首要问题是加强温室内的温度的监测控制。 温室大棚是设施农业的重要组成部分， 大棚测控系统是实现大棚自动化、 科学化的基本保证。 计算机应用技术的发展， 也使得用计算机控制的方面也涉及到各个领域， 其中在大棚内用单 片机控制温度是应用于实践的主要方面之一。 影响作物生长发育的环境条件主要包括:温度、湿度、光照、CO2 浓度、土壤等。所有这些 环境条件之间相互有着密切的联系， 其中一个量的变化就会影响其它控制变量的变化。 作物 的生长发育是所有这些环境条件综合作用的结果， 而这其中有个最主要的环境影响就是温度 [1] 。 国内外研究现状 温室是一种可以改变植物生长环境、 为植物生长创造最佳条件、 避免外界四季变化和恶劣气 候对其影响的场所。 它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料， 可在冬季或其他不适宜露 地植物生长的季节栽培植物。 温室生产以达到调节产期， 促进生长发育，防治病虫害及提高 质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制， 该技术的最终目标是提高控制与 作业精度[1] 从国外温室控制技术的发展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个发展阶段: 1.手动控制 这是在温室技术发展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机 构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器， 又是对温室作物进行管理的执行机构， 他们 是温室环境控制的核心。 通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测， 凭借长期积 累的经验和直觉推测及判断， 手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式， 对于作物生 长状况的反应是最直接、 最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。 但这种控制方 式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。 2.自动控制 这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数， 计算机根据传感器的实际 测量值与事先设定的目标值进行比较， 以决定温室环境因子的控制过程， 控制相应机构进行 加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化， 适合规模化 生产，劳动生产率得到提高