遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設計研究

[摘 要] 在遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)中，主要以單片機為基礎核心，利用各種傳感器實時收集溫室大棚中的各項指標信息，然后利用單片機自動控制、調節(jié)、分析和處理各項數(shù)據(jù)，這樣就能有效地避免一些環(huán)境因素對生物生長造成影響，例如光照、溫度、濕度等，從而促使其獲得更高的產量和質量。對遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設計做了詳細的研究和闡述。

[關 鍵 詞] 溫室大棚；遠程智能控制系統(tǒng)；設計；研究

[中圖分類號] TP13 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）33-0126-01

一、遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的總體設計

遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)總體設計過程中，主要是以計算機的上位機以及單片機的下位機等為核心構成系統(tǒng)的整體。其中，下位機主要是由執(zhí)行機構、單片機以及傳感器系統(tǒng)等構成。在溫室智能控制系統(tǒng)中，傳感器系統(tǒng)是其檢測輸入的模塊，即對各項環(huán)境參數(shù)進行檢測，并將其適當?shù)剞D換成溫室智能控制要求的各種電信號，而傳感器獲取環(huán)境參數(shù)的準確性，則直接關系著整個系統(tǒng)測量與控制的精度。而系統(tǒng)中的單片機則包括五大模塊，即主控、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)顯示、輸出控制以及數(shù)據(jù)采集等模塊，因而單片機具有上傳、顯示、存儲以及采集溫室環(huán)境參數(shù)等功能，這樣就能達到統(tǒng)一管理溫室環(huán)境資源的效果。而執(zhí)行機構則主要包括自動卷簾、風電機、加濕閥以及加熱法等設備，執(zhí)行機構一般通過單片機進行控制，這樣就能啟動一些相關的調控設備，例如遮陽補光、降溫、加溫等，從而對溫室大棚中的環(huán)境以及氣候等進行合理的調節(jié)。

二、遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的模塊設計

（一）單片機

遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)中，其核心單片機為STC12C5A

60S2，且其內核為單片機8501，而在此前提條件下，該系統(tǒng)還增加了許多其他的功能。在核心單片機中，其內部具有復位的專用電路，這個電路集成了MAX810，同時也獲得了P4口的功能，而C0H則為P4口的地址。在外部中斷支持模式中，一般具有計時器喚醒、內部掉電專用喚醒、低電平喚醒以及下降沿喚醒等。另外在單片機中，其具有一定的轉換以及集成A/D的功能，一般是在P1口進行轉換，且A/D轉換器為高速的8路10位，其轉換的速度能夠達到每秒25萬次，因而具有低功耗、轉換高速等優(yōu)點，非常適合用作該系統(tǒng)設計的主控芯片。

（二）傳感器

在該系統(tǒng)設計的過程中，其涉及的傳感器主要有四種，即溫濕度傳感器、土壤濕度傳感器、光照強度傳感器以及煙霧傳感器等。其中，溫濕度傳感器為DHT11數(shù)字式符合傳感器；而土壤濕度傳感器則采用的是簡易的YL-69型；光照強度傳感器則主要采用的原裝芯片BH1750FVI的ROHM；而煙霧傳感器則主要采用的是MQ-2氣體傳感器。

（三）藍牙模塊

在該遠程智能控制系統(tǒng)中，一種無線電技術獲得了良好的應用，即藍牙技術。該技術有利于通信終端設備相互之間實現(xiàn)簡化通信，這樣一來就能迅速高效地傳輸各項數(shù)據(jù)，一般通過藍牙模塊傳輸數(shù)據(jù)的速率能夠達到1Mb/S。在該智能控制系統(tǒng)設計中，采用的藍牙模塊為HC-06，其內部設置有2.3GHz的天線，可以靈活地調節(jié)功率，通常其靈敏度能夠達到80dBm，因而非常適合該系統(tǒng)的標準要求。

（四）液晶顯示模塊

在該系統(tǒng)的設計中，液晶顯示器Nokia5110一般使用模塊LPH7366，這種模塊特點較多，即能夠顯示四行漢字，具有84×84的LCD點陣，與主處理器之間可以通過串行接口完成通信，它主要有9條信號線，包括地在內和電源信號線等。另外其還能實現(xiàn)多種串行之間的協(xié)議通信，能夠實現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)的全速寫入，傳輸速率達到了4Mbps，因此無需花費時間等待。

三、遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的軟件設計

在設計該系統(tǒng)軟件的過程中，采用的主要是C語言編程模塊化方式，并將整個系統(tǒng)的功能劃分成各個模塊。在單獨設計、調試、編程以及完成各個模塊之后，再對它們進行總體的聯(lián)調。遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)由主程序、按鍵掃描、系統(tǒng)初始化、信號采集、通信、報警、控制以及顯示等子程序組成。

綜上所述，通過對遠程溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設計研究，可以看出，該系統(tǒng)的設計與使用，能夠有效地采集溫室大棚中的各種環(huán)境參數(shù)，例如光照量、濕度、溫度等，并能利用核心單片機對這些參數(shù)進行適當?shù)恼{節(jié)和控制，這樣就能創(chuàng)造出最佳的溫室大棚生態(tài)環(huán)境，從而有利于生物的生長發(fā)育。

參考文獻：

[1]董淏鳴，衣淑娟，趙斌，等.基于ZigBee的寒地水稻溫室大棚智能控制系統(tǒng)設計[J].農機化研究，2015（7）：164-167.

[2]王以忠，王盼，彭一準，等.基于LabVIEW的溫室大棚智能遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].湖北農業(yè)科學，2015（13）：3269-3272.

[3]孔國利，蘇玉.日照溫室大棚自動卷簾機與智能通風控制系統(tǒng)設計[J].湖北農業(yè)科學，2015（24）：6386-6388.

[4]黃家兵，武震天.基于遠程的溫室大棚智能控制系統(tǒng)的設計[J].黃山學院學報，2016（5）：5-8.