山東濰坊中瑞溫室 溫室智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 溫室控制技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的重要內(nèi)容，通過對(duì)溫室內(nèi)外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，結(jié)合作物生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律，控制有關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室要素的調(diào)控，達(dá)到作物優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培目的。本文通過對(duì)溫室控制技術(shù)的研究，提出一種新的溫室智能控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。該應(yīng)用系統(tǒng)采用分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式，以PC機(jī)為上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)打印、數(shù)據(jù)處理、參數(shù)設(shè)置等輔助功能；采用MCS-51單片機(jī)為下位機(jī)，完成全部控制功能，下位機(jī)可脫離上位機(jī)獨(dú)立工作。 　　關(guān)鍵詞:溫室； 單片機(jī)；傳感器； 控制系統(tǒng) 　　1 引言 　　近二十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)及相關(guān)技術(shù)飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。在國(guó)內(nèi)技術(shù)水平相對(duì)落后的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也從無到有、從少到多有了長(zhǎng)足進(jìn)步；其中溫室控制技術(shù)及控制系統(tǒng)的應(yīng)用是較典型的例子。而人工環(huán)境的調(diào)節(jié)控制是溫室農(nóng)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。日前，國(guó)內(nèi)許多地方都已引進(jìn)了以色列、荷蘭等國(guó)家的溫室控制系統(tǒng)，并同時(shí)在積極的組織力量進(jìn)行有關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，設(shè)計(jì)和制造適合我國(guó)國(guó)情、具有較高技術(shù)水平的溫室控制系統(tǒng)。 　　2 系統(tǒng)功能 　　本系統(tǒng)是由PC機(jī)為上位機(jī)，MCS-51單片機(jī)作為下位機(jī)組成的溫室群集散控制系統(tǒng)，系統(tǒng)最多可控制256臺(tái)下位機(jī)，即包含256個(gè)子系統(tǒng)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為一典型的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，全部控制功能由下位機(jī)實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)僅實(shí)現(xiàn)輔助功能；因此，子系統(tǒng)可在下位機(jī)的控制下，脫離上位機(jī)，獨(dú)立高效的工作。由于上位機(jī)與下位機(jī)距離較遠(yuǎn)，某些情況下要求有較高的傳輸速率，因此系統(tǒng)采用RS485串口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。系統(tǒng)有兩種控制方式:自動(dòng)控制、手動(dòng)控制；可通過按鍵進(jìn)行切換。 　　3 溫室智能控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 　　3.1 溫室智能控制系統(tǒng)框圖 　　圖1 溫室智能控制系統(tǒng)框圖 　　溫室智能控制系統(tǒng)組成如圖1所示。 　　3.2 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì) 　　本系統(tǒng)由硬件、軟件兩部分組成。如圖2所示，硬件部分包括10個(gè)組成單元，每個(gè)組成單元就是一個(gè)線路板組件 　　圖2 系統(tǒng)硬件部分框圖 　　3.2.1 各種傳感器 　　由于要對(duì)各種環(huán)境要素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此傳感器是必不可少的，為了便于輸出信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸、減小信號(hào)的失真，設(shè)計(jì)采用兩線制4-20mA電流型傳感器。個(gè)別種類的傳感器只有電壓信號(hào)輸出，在當(dāng)?shù)匾M(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換，以便于傳輸。 　　3.2.2 輸入轉(zhuǎn)換板 　　為了防止電氣干擾，數(shù)字量、開關(guān)量、脈沖量，需要進(jìn)行光電隔離；模擬量也可能受到電氣干擾，但對(duì)模擬量進(jìn)行線性隔離，對(duì)精度有較大影響，所以本系統(tǒng)對(duì)模擬量沒有進(jìn)行隔離，僅采用了過壓保護(hù)措施。對(duì)模擬輸入量采用運(yùn)放組成的跟隨器進(jìn)行阻抗隔離，消除后級(jí)輸入電阻的影響。