温室环境数据采集系统发展历程

随着技术的发展，温室环境数据采集系统等环境调控系统已经成为增加生产、提高作物种植效益的重要手段。从温室环境数据采集系统的发展历程来看，提高温室环境监控的有效性，降低温室能源耗消耗费用是重重之重。

1 温室环境监控系统的设计

最近几年来，由于温室能源消耗占成本的比例很大，大多数的公司在研究设计温室环境数据采集系统的时候都能很好的从节省温室能源消耗这个方面出发，对已经设计好的温室进行改进。改进控制系统的性能也成为重要的研究领域，他们在设计温室环境数据采集系统的时候嵌入了许多新型的控制算法，也取得了很好的效果。这些系统的设计越来越以植物生长的最适宜环境为中心，进行整体的设计。

2 温室环境控制的算法方面

从早期使用的PID算法，能使温度控制精度达到±0.2℃左右，到综合考虑温室内温度、湿度、光照度、CO2浓度等生长环境综合作用的多变量综合控制法，再到融入一些新算法的控制器，如温室内温度的模糊控制，模糊控制最大动偏差为1.5，加热系统的静差为0.5℃。随后又引用了遗传优化模糊控制器，它能根据温室结构和作物生长情况的变化来自动修正控制算法，效果明显提高。这些所被我们运用的算法，如模糊控制算法、遗传算法、神经网络控制算法、农业专家系统控制算法等，这些算法都能有效的提高控制系统的精度和效率。

3 温室环境控制硬件方面

早期温室环境数据采集系统使用的是单纯的单片机控制系统，如果系统的某一个环节一旦出现故障，整个系统就不再会工作。中期温室环境数据采集系统使用的是基于工业控制机(IPC)的温室控制系统，这种系统的所有输入、输出功能都由IPC集中控制，它的设备重心

过于集中，一旦大脑——工控机发生故障将会使整个系统处于瘫痪状态。后期开发了基于PLC的温室控制系统，可实现多台PLC、多个温室环境参数的分布式控制——即分布式控制系统。近几年来所开发的嵌入式Linux系统，可提高温室系统性能，降低系统开发难度，满足温室计算机控制系统日益复杂化的需要，是温室控制系统发展的主要方向。

在网络科技发展的前提下，现代温室正向着自动化、智能化、多媒体化与网络化方向发展。而温室环境数据采集系统等也会趋于完善，更加符合现代农业的需求。

为什么要做温室自动控制系统

为什么要做温室自动控制系统？温室大棚种植大家都知道吧，可以说是常见的一种种植方式了，主要是因为随着社会的不断发展，人们生活水平普遍提高，对生活的品质的追求越来越高，反季节蔬菜、花卉种植等需求量也在不断地上升，因此也促进了温室大棚的广泛应用。而且随着这几年农业种植的快速发展，慢慢的自动化控制系统，受到越来越多种植者的关注，其中温室自动控制系统比较具有大棚种植自动化的代表性。那么，在温室大棚中为什么要做温室自动控制系统呢？传统的温室大棚种植模式已经不能满足现代化的需求，尤其是对温室大棚内环境监测时，农业工作人员不可能24小时时时刻刻的坚守在岗位上。为此，温室自动控制系统的应用，有效的解决了这一难题，温室中细微参数变化情况，农业工作人员通过电脑或者手机端都可以看得到，不用再天天钻棚就能了解大棚内的实时情况，既提高了生产效益，也提高温室大棚的种植效益。温室自动控制系统是由浙江托普物联网专门研发的一种温室环境智能监测控制系统。温室自动控制系统可在线实时采集和记录监测点的温度、湿度、土壤酸碱度、二氧化碳浓度、光照度等各项参数情况，以数字、图形和图像等多种方式进行实时显示和记录存储，监测点可扩充多达几千个。并且当可设定各监控点的参数报警限值，当出现被监控点位数据异常时，温室自动控制系统可以自动发出报警信号。报警方式主要有现场多媒体声光报警、网络客户端报警、电话语音报警、手机短信息报警等。上传报警信息并进行本地及远程监测，系统可在不同的时刻通知不同的农业工作人员。利用智慧和科技，提高农业种植效益一直以来是很多种植人员的一个目标和愿望，而温室自动控制系统在现代温室大棚种植中的应用，可以实现智能化的高效栽培，提高温室大棚的种植效益，帮助人们达成这种目标和愿望。托普的智能温室物联网系统，配备智慧云管理平台，从而实现了温室种植的综合化整体管理，不止提高了种植效益，还减少了人工成本。如今温室自动控制系统广泛应用于农业、园艺、畜牧业等领域。

基于PLC的温室控制系统的设计开题报告

郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告

年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代代末开始出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化无人化的方向发展。目前，一些经济发达的国家和地区已经研制并实现计算机自动化控制的现代高科技温室，并形成了令人惊险的植物工厂。而我国的温室系统属于半开放系统，温室内环境控制水平较低，仍靠人工根据经验来管理。而且，国内的控制系统主要用于单因子控制，因而设施现代化水平低，对温室环境的调控能力差，产品的质量难以得到保证。正是这些塑料大棚和日光温室对于解决城乡人民的蔬菜供应发挥着主力军的作用。 3.温室控制系统研制与开发的意义温室是植物栽培生产中必不可少的设施之一，温度是影响植物生长发育最重要的因子之一。它的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。虽然有些温室也安装有各种加热、通风和降温的设备,但其主要操作大多仍是由人工来完成的当温室面积较大或数量较多时,操作人员的劳动强度很大,而且也无法达到对温湿度的准确控制。本文介绍一种基于PLC和数字式温度传感器的温室控制系统。该系统实现了室内温度的自动测量和调节,大大降低了操作人员的劳动强度。二、主要设计（研究）内容、设计（研究）思想、解决的关键问题、拟采用的技术方案及工作流程 1.研究内容：温室的作用是用来改变植物的生长环境,避免外界四季变化和恶劣气候对作物生长的不利影响,为植物生长创造适宜的良好条件。温室一般以采光和覆盖材料作为主要结构材料,它可以在冬季或其他不适宜植物露地生长的季节栽培植物,从而达到对农作物调节产期、促进生长发育、防治病虫害及提高产量的目的。温室环境指的是作物在地面上的生长空间,它是由光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等因素构成的。温室控制主要是控制温室内的温度、湿度、通风与光照。

温室环境特征及调控

温室环境特征及其调控农业生产技术的改进，主要沿着两个方向在进行：一是创造出适合环境条件的作物品种及其栽培技术；二是创造出使作物本身特性得以充分发挥的环境。而设施农业，就是实现后一目标的有效途径。设施栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。管理的重点，是根据作物遗传特性和生物特性对环境的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境间协调、统一、平衡，人工创造出作物生育所需的最佳的综合环境条件，从而实现蔬菜、水果、花卉等作物设施栽培的优质、高产、高效。制定作物设施栽培的环境调节调控标准和栽培技术规范，必须研究以下几个问题： 1.掌握作物的遗传特性和生物学特性，及其对各个环境因子的要求。作物种类繁多，同一种类又有许多品种，每一个品种在生长发育过程中又有不同的生育阶段（发芽、出苗、营养生长、开花、结果等），上述种种对周围环境的要求均不相同，生产者必须了解。光照、温度、湿度、气体、土壤是作物生长发育必不可少的5个环境因子，每个环境因子对各种作物生育都有直接地影响，作物与环境因子之间存在着定性和定量的关系，这是从事设施农业生产所必须掌握的。 2.研究各种农业设施的建筑结构、设备以及环境工程技术所创造的环境状况特点，阐明形成各种环境特征的机理。摸清各个环境因子的分布规律，对设施内不同作物或同一作物不同生育阶段有何影响，为确立环境调控的理论和基本方法、改进保护设施、建立标准环境等提供科学依据。 3. 通过环境调控与栽培管理技术措施，使园艺作物与设施的小气候环境达到最和谐、最完美的统一。在摸清农业设施内的环境特征及掌握各种园艺作物生育对环境要求的基础上，生产者就有了生产管理的依据，才可能有主动权。环境调控及栽培管理技术的关键，就是千方百计使各个环境因子尽量满足某种作物的某一生育阶段，对光、温、湿、气、土的要求。作物与环境越和谐统一，其生长发育也越加健壮，必然高产、优质、高效。一、温室光照环境及其调节控制植物的生命活动，都与光照密不可分，因为其赖以生存的物质基础，是通过光合作用制造出来的。正如人们所说的“万物生长靠太阳”，它精辟地阐明了光照对作物生长发育的重要性。目前我国农业设施的类型中，塑料拱棚和日光温室是最主要的，约占设施栽培总面积的90%或更多。日光温室是以日光为惟一光源与热源的，所以光环境对设施农业生产的重要性是处在首位的。（一）温室光照环境特点温室内的光照环境不同于露地，由于是人工建造的保护设施，里面的光照条件受建筑方位、设施结构，透光屋面大小、形状，覆盖材料特性、干洁程度等多种因素的影响。 1.光照强度温室内的光照强度，一般均比自然光弱，这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内，这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬、春季节或阴雪天，透光率只有自然光的50%～70%，如果透明覆盖材料不清洁，使用时间长而染尘、老化等因素，使透光率甚至不足自然光强的50%。 2.光照时数温室内的光照时数，是指受光时间的长短，因设施类型而异。塑料大棚和大型连栋温室，因全面透光，无外覆盖，设施内的光照时数与露地基本相同。但单屋面温室内的光照时数一般比露地要短，因为在寒冷季节为了防寒保温，覆盖的蒲席、草苫揭盖时间直接影响设施内受光时数。在寒冷的冬季或早春，一般在日出后才揭苫，而在日落前或刚刚

温室数据采集系统说明

上位机系统：现在数据采集系统通过VB将数据采集到PC上，经数据整合后由MCGS显示数据采集系统变量命名规则： 'addr数据命名方法为，XADDRxx下标的第一个数代表区号，第二个数代表NUMBER序号,X代表数据类型，P代表光数据，T代表温度，C 表CO2 , S 表湿度。温室数据采集系统整体运行调试操作流程：系统数据采集思想：由于MCGS通讯属于主从通讯，数据采集系统缺乏灵活性，故本系统通过OLE自动化，以VB为中介将MCGS和下位机建立数据通信联系。系统在实现mcgs和vb交互解决的几个关键问题： 1.mcgs按钮按下后，vb检测mcgs按钮按下的信息后向下位发送启动或停止命令。解决方法：当mcgs按钮按下后，触发一个开关量的变化，这个变量的值会通过ole将此变量的值送至vb，vb通过定时器定时扫描变量的变化来执行相应命令。 2.系统所采集数据触发式存盘，如果mcgs采用定时存盘的话，数据的冗余度太大，也没有必要，故现要实现只有当vb收到串口数据后经vb数据提取与处理后，触发相应的存盘命令。同时也存在mcgs和vb数据提取与处理的同步问题解决方法：在vb中设置信号量FLAG，此变量与MCGS中是同一个变量，然后在数据处理完成后，将FLAG置1通过OLE通知MCGS进行数据存盘。而且在Vb数据处理时要添加延时程序，以实现vb数据处理和mcgs数据存盘显示同步.。 3. 关于MCGS变量设定方式以及节点分布显示过程只有有数据时才能触发MCGS存盘，存盘扫描周期设为400ms，只有flag 为1才开始存盘。flag扫描周期的设定要与vb数据处理速度匹配！ NUMBER的初始值设为1吧。每次串口数据传送完成后，number量被重新置1。Number的置1由vb发送置1信号量，具体置1由mcgs实现。一个大数据采集周期里将分别进行四个区的数据采集，每个区的number都从1开始，每收到一个数据number会自加1，最终的number值即为此次数据采集节点的个数。在节点分布显示上，vb根据节点注册的先后顺序，即数据在整个数据包的前后位置，动态的将地址赋给地址变量。当MCGS检测到此变量值非零后，会将该节点的地址在节点分布图上的相应节点上显示出来。此节点显示方案的优点：节点地址灵活，可以根据用户自己定义节点地址程序编写较简单，系统运算量较少。同时由于温室数据采集使用轮询方式，节点注册的先后顺序基本固定，故节点地址误差不会很大。 MCGS策略说明

温室大棚中温室自动化控制系统方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计温室自动化控制系统简介温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息，接到上位计算机上进行显示，报警，查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。系统组网络以及通讯协议（1）系统组网络组成根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计：网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络无缝结合到该网络环境，实现“多网合一”。整个系统可承载的数据分成如下的几个部分： 1：工业控制数据 2：采集数据 3：工业标准的MODBUS总线通讯（2）组网特点自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。（3）采用的通讯协议

Modbus协议是应用于自动控制器上的一种通用协议。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。现代农业大棚控制系统（1）控制系统概述随着社会经济的发展，设施农业作为农业可持续发展的一个重要途径，已经越来越受到世界各国的重视，而设施农业中问世工程的建设与发展是都市型发展的重要组成部分，是设施农业发展的高级阶段。希望通过改变植物生长的自然环境、．创造适合植物最佳的生长条件，避免外界恶劣的气候，达到调节产期，促进生长发育、防治病虫害等目的。远程大棚监控系统是一种用于家庭、仓库(厂房、花棚和塑料薄膜大棚)内环境温湿度监控及控制的全自动远程智能调节系统。它通过控制加热器及制冷器(通风)对温度进行自动调节，同时通过控制加湿机及除湿机的工作自动调节环境的相对湿度，使环境的温度和湿度达到适宜的范围。（2）大棚环境特点与调控大棚因有塑料薄膜覆盖，形成了相对封闭与露地不同的特殊小气候。进行蔬菜大棚栽培，必须掌握大棚内环境的特点，并采取相应的调控措施，满足蔬菜生长发育的条件，从而获得优质高产。大棚内环境条件： 1、光照 2、温度： 3、空气湿度 4、空气二氧化碳浓度 5、土壤湿度：（3）现代化大棚远程控制工艺本方案使用腾控系列系列高速32位控制器、高性能温度湿度以及氧气传感器、视频设备等硬件通过目前的高速光纤网络建造一个现代化农业用温室大棚环境监控系统。本系统可自动监测调节农作物环境的温湿度、光照、O2浓度、通风、卷帘升降、滴灌控制、门禁、巡更等参数，通过HMI输出帮助种植者作全面

11 第十一章温室环境控制系统

2016-5-23
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reenhouse Operation & Management
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reenhouse Operation & Management
? 现代化温室：内部环境条件或部分环境条件能够自动控制，基本上不受自然条件下灾害性天气和不良环境条件的影响，能周年全天候进行生产的大型连栋温室，又称
十一温室气候控制系统十
智能温室。
? 加温/降温、补光/遮光、加湿/降湿、通风等机械设备 ? 相应的环境传感器和温室气候管理程序，通过预先设定的程序控制各机械设备的运作，达到自动控制的目的
Floriculture, BF Univ.
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? 温室环境控制：通过一系列的操作，创造预期的最佳环境 ? 温室环境控制系统包括调控环境有关的软、硬件 ? 经历了以下几个过程： —— 人工操作 —— 手动控制系统 —— 模拟控制系统 —— 计算机控制系统 —— 计算机环境管理系统
Floriculture, BF Univ. Floriculture, BF Univ.
? 1962年，开始尝试进行温度、光照和CO2的自动控制 ? 20世纪70年代，台式电脑出现后得以实现展向将长模合管 ? 发展方向：将植物生长模型整合到温室生产的管理经济决策中
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reenhouse Operation & Management
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3. 模拟控制系统（Analog controls） 1. 手动控制系统由继电器、接触器、限位开关等电器元件组成 2 自动调温器（Thermostat） 2. ——开关式自动调温器 ——渐变式自动调温器（如：行程开关）一般用于单个设备的调控
Floriculture, BF Univ. Floriculture, BF Univ.
包括：渐变式自动调温器或电子传感器、信号放大器、电子逻辑电路 —— 可将较多的环控设备协调起来，全方位控制温室各环境因子 ——一般用于小规模单分区温室；扩展性差 ——成本低
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PLC温室大棚控制系统设计开题报告

滨州学院毕业设计（论文）开题报告题目基于PLC温室大棚控制系统设计系（院）自动化系年级2010级专业电气自动化技术班级4班学生姓名石瑞学号1023091219 指导教师王国明职称助教滨州学院教务处二〇一三年三月开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用

的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下

基于单片机温室大棚温度和湿度数据采集系统的设计

皖西学院本科毕业论文（设计）论文题目基于单片机温室大棚温度和湿度数据采集系统的设计姓名（学号）系别机械与电子工程学院专业电子信息科学与技术导师姓名二〇〇一二年六月

目录 1、毕业论文正文 2、皖西学院本科毕业论文（设计）任务书 3、皖西学院本科毕业论文（设计）开题报告 4、皖西学院本科毕业论文（设计）中期检查表 5、皖西学院本科毕业论文（设计）指导教师意见表 6、皖西学院本科毕业论文（设计）评阅教师意见表 7、皖西学院本科毕业论文（设计）答辩记录表

基于单片机温室大棚温度和湿度数据采集系统的设计摘要:本文利用AT89C51单片机设计一个大棚的温湿度检测系统，主要阐述了基于AT89C51单片机的温湿度检测系统的设计原理，主要电路及相关软件的设计等。采用模块化、层次化设计。该系统采用AT89C51单片机作为控制器，AD590作为温度传感器，HIH3610作为湿度传感器，构成数据采集系统，通过ADC0809的模数转换后送至AT89C51进行数据的分析和处理，由数码管进行实时显示以及与设定阈值进行比较以确定是否需要声光报警。实现对大棚的温湿度的显示与报警。系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，具有一定的实用价值。关键字：AT89C51 AD590 HIH3610 ADC0809 MCU-based temperature and humidity data acquisition system design of greenhouse

Abstract：This article using AT89C51 MCU to design a temperature and humidity detection system for greenhouse, . mainly based on the AT89C51single-chip microcomputer to Elaborate the design principles of temperature and humidity detection system , the main circuit and software design. Using a modular, hierarchical design method. The system uses AT89C51MCU as the controller, AD590 as temperature sensor,HIH3610 as humidity sensor , constitutes a data acquisition system, through the ADC0809 analog-to-digital conversion and sent to the AT89C51 for data analysis and processing, the real-time digital tube display and setting value is compared to a threshold value to determine whether need to sound and light alarm. Realization of greenhouse temperature and humidity display and alarm. The system has the advantages of simple circuit, high integration, stability, convenient adjustment, high detection precision, and has a certain practical value. Keywords: AT89C51 AD590 HIH3610 ADC 0809 目录 1 绪论 (5) 1.1 温室控制系统设计背景 (5) 1.2本设计的主要内容 (6)

温室自动控制系统

温室自动控制系统温室自动控制又称温室自动控制系统，是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的一种环境自动控制系统。一、系统简介托普物联网温室自动控制系统可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，温室自动控制系统可自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。二、应用领域托普农业物联网温室自动控制系统主要应用于农业温室环境自动控制、高科技农业示范项目、农业科研教育等领域。三、系统发展历程 1 国外国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。像园艺强国荷兰，以先进的鲜花生产技术著称于世，其玻璃温室全部由计算机操作。日本研制的蔬菜塑料大棚在播种、间苗、运苗、灌水、喷药等作业的自动化和无人化方面都有应用。日本利用计算机控制温室环境因素的方法，主要是将各种作物不同生长发育阶段所需要的环境条件输入计算机程序，当某一环境因素发生改变时，其余因素自动作出相应修正或调整。一般以光照条件为始变因素，温度、湿度和CO2浓度为随变因素，使这四个主要环境因素随时处于最佳配合状态。美国和荷兰还利用差温管理技术，实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行控制，以满足生产和市场的需要。英国伦敦大学农学院研制的温室计算机遥控技术，可以观测50km以外温室内的光、温、湿、气和水等环境状况，并进行遥控。

温室自动控制系统设计方案

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 参赛题目：温室自动控制系统队长：朱继田队员：杨建成陶文波

温室自动控制系统摘要:（300字以内）温度是一种环境参数，温度自动控制在工农业生产中具有非常重要的作用。半导体制冷器(TEC)是一种比较先进的制冷装置，因为其小型化、无噪声、无污染的特点，在各种温度控制领域得到了广泛的应用，因此研究半导体制冷器温度的测量方法和设计灵活精确的温度自动控制系统具有重要的意义。文章介绍了一种温度自动控制系统，该系统采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，AT89C52低电压、高性能半导体制冷器等元件。单片机通过温度传感器获取当前温度，进而控制半导体制冷器工作。一、方案设计和论证本系统由四大部分组成：1、温度检测装置；2、控制系统；3、执行机构； 4、显示同步。在其中2部分控制系统中，由于ATMEL公司的AT89C52单片机具有高密度、非易失性、低电压、高性能等优点，且满足本系统和电子设计大赛的两方面要求，因此采用AT89C52作为微控制器，该部分方案设计将在文章第三、四部分详细介绍。以下主要针对温度检测系统及执行机构两方面的内容进行方案设计和论证。模块1 温度检测装置方案设计对于温度的自动控制系统而言，温度检测是整个系统设计的第一步。如何选择温度传感器是这块电路的关键，它是直接影响整个系统的性能与效果的关键因素之一。方案：选用数字式温度传感器DS18B20 论证：数字温度传感器DS18B20最大特点之一是采用了单总线的数据传输，直接输出数字信号。与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。因此便于单片机处理及控制，节省硬件电路。该系统可以由数字温度计DS18B20和 AT89C52单片机直接构成的温度测量装置。不仅如此，DS18B20最小分辨率为0.0625℃，满足该题温度分辨率为0.1℃的要求，因此温度传感器选用DS18B20。模块2 执行机构对于温度的自动控制系统而言，温度执行机构是整个系统设计最核心的一步。温度执行机构的构建直接影响整个控制模块的工作方式和效率。方案一：可控硅调功器电路论证可控硅调控器电路是利用双向可控硅管和加热丝串接在交流220V、50Hz回路。在给定周期T内，AT89C52只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。显然可控硅在给定周期T的100%时间内接通时间的功率最大。显然，对功率的调节从而调节温度达不到制冷效果，即使是通过外加风扇来带走外部热量也达不到，故不用此方案。

温室大棚控制系统设计

摘要本课题运用STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、继电器和M4QA045电动机、ULN-2003A集成芯片、湿敏电阻，以及四位八段数码管等元器件，设计了温湿度报警电路、M4QA045电机驱动电路、电热器驱动电路，实现了温室大棚中温度和湿度的控制和报警系统，解决了温室大棚人工控制测试的温度及湿度误差大，且费时费力、效率低等问题。该系统运行可靠，成本低。系统通过对温室内的温度与湿度参量的采集，并根据获得参数实现对温度和湿度的自动调节，达到了温室大棚自动控制的目的。促进了农作物的生长，从而提高温室大棚的产量，带来很好的经济效益和社会效益。关键词:STC89C52单片机、DS-18B20 数字温度传感器、ULN-2003A集成芯片、温室、自动控制、自动检测

目录第1章绪论 §1.1选题背景 §1.2选题的现实意义第2章系统硬件电路的设计 §2.1系统硬件电路构成系统整体框图 §2.1.2系统整体电路图 §2.1.3系统工作原理 §2.2温度传感器的选择 §2.2.1 DS18B20简介 §2.2.2 DS18B20的性能特点 §2.2.3 DS18B20的管脚排列 §2.2.4 DS18B20的内部结构 §2.2.5 DS18B20的控制方法 §2.2.6 DS18B20的测温原理 §2.2.7 DS18B20的时序 §2.2.8 DS18B20使用中的注意事项 §2.3单片机的选择 §2.3.1单片机概述 §2.3.2 AT89C2051芯片的主要性能 §2.3.3 AT89C2051芯片的内部结构框图 §2.3.4 AT89C2051芯片的引脚说明 §2.3.5使用AT89C2051芯片编程时的注意事项§2.4 RS-485通信设计 §2.4.1串行通信的分类 §2.4.2串行通信的制式 §2.4.3串行通信的总线接口标准 §2.4.4 RS-485的硬件设计 §2.5小结第3章系统软件的设计 §3.1系统主程序 §3.2系统部分子程序 §3.2.1 DS18B20初始化子程序 §3.2.2 DS18B20读子程序 §3.2.3 DS18B20写子程序(有具体的时序要求) §3.2.4 DS18B20定时显示子程序 §3.2.5 DS18B20温度转换子程序 §3.3 DS18B20的流程图

基于PLC的大棚温度自动控制系统设计

清华大学毕业设计（论文）题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系（院）自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名雷大锋学号2009022321 指导教师王晓峰职称副教授二〇一三年六月二十日

独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 年月日

基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。关键词：大棚，温度控制，PLC

日光温室环境特点及调控措施

第二节??日光温室环境特点及调控措施温室栽培是在一定的空间范围内进行的，因此生产者对环境的干预、控制和调节能力与影响，比露地栽培要大得多。管理的重点，是根据作物及对环境条件的要求，通过人为地调节控制，尽可能使作物与环境之间协调、统一、平衡，人工创造出适宜作物生长发育的最佳综合环境条件，从而实现蔬菜、水果、花卉、温室栽培的优质、高产、高效。一、日光温室光照环境特点及调控光照是日光温室的热量来源，也是绿色植物光合作用的能量来源。植物的生命活动，都与光照密不可分，因为其赖以生存的物质基础，是通过光合作用制造出来的。日光温室是以日光为惟一光源与热源的设施，所以光环境对温室生产的重要性是处在首位的。（一）温室光照环境特点温室内的光照环境不同于露地，由于是人工建造的保护设施，里面的光照条件受温室方位、结构类型，透光屋面大小、形状，透明覆盖材料的特性及洁净程度等多种因素的影响。使日光温室光照条件表现呈光照不足、分布不均，前强后弱、上强下弱的特点。 1、光照强度??温室内的光照强度，比自然光弱，这是因为自然光是透过透明屋面覆盖材料才能进入温室内，这个过程中会由于覆盖材料吸收、反射、覆盖材料内表面结露的水珠折射、吸收等而降低透光率。尤其在寒冷的冬季、早春或阴雪天，透光率只有自然光的50%～70%，如果透明覆盖材料不清洁，使用时间长而染尘、老化等因素，使透光率甚至不足自然光强的50%。 2.光照时数??温室内的光照时数，是指受光时间的长短，温室内的光照时数一般比露地要短，因为在寒冷季节为了防寒保温，覆盖的保温被、草帘揭盖时间直接影响温室内光照时数。我县在寒冷的冬季或早春，每天温室光照时间不过7～8小时，远远不能满足栽培作物对光照时数的要求。 3.光质??由于受透明覆盖材料性质、成分、颜色等的影响，温室内光组成（光质）就与露地不同。光质影响蔬菜的着色、品质等，例如紫外光促进维生素C的合成，红光控制开花及果实颜色。因为在温室内光质被削弱，所以温室生产的瓜、果、菜的颜色风味都比露地差。 4.光分布??温室内由于受墙体与骨架结构、立柱、栽培作物种类等的影响，温室内不同部位光分布有差异，水平分布呈现南部强，中间次之，北部最弱；垂直分布呈上强下弱的特点。光分布的不均匀性，使得作物的生长也不一致。（二）温室光照环境的调控措施温室内栽培作物对光照条件的要求：光照要充足而且分布均匀。 1.改进温室结构、提高透光率（1）选择适宜的建棚场地及合理的方位角，应选择南面开阔，东西无巨大遮阴物，避风向阳的地块，我县方位角是南偏西5～10°为宜。

农业温室大棚环境调控与管理系统设计

1 引言随着控制技术、Internet 和移动通信技术的飞速发展，农业生产的自动化、信息化水平不断提高，“可控环境农业”的研究已经越来越为人们所重视。如何方便有效地对温室环境进行监测和控制，如何提高农业生产的信息化水平是目前可控环境农业研究的重点。本章简要说明了课题的研究背景和现实意义，并综述了温室环境监控技术的研究现状和发展趋势，在此基础上提出了本文的研究内容。 1.1 远程温室监测系统的应用现状及发展前景自20世纪80年代以来，我国工程科技人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，进行了温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究，希望通过改变植物生长的自然环境、创造适合植物最佳的生长条件、避免外界恶劣的气候，达到调节产期、促进生长发育、防治病虫害等目的。由此而引发的各种温室测控技术的实际应用与研究也取得了长足发展。发达国家已经向高层次的自动化、智能化方向发展，形成了现代化水平高，比较完善的技术体系[1]。我国温室测控技术应用研究虽然也取得了一定的进展，但是与发达国家相比依旧存在较大差距。随着世界设施农业栽培技术发展迅速，温室面积和产量大幅增加，对各种温室测控技术以及与之紧密相关的通信技术的研究，已经引起该领域内的专家学者的广泛关注。 1.2 国内外温室测控技术 1.2.1 国外温室测控技术研究状况发达国家如荷兰、美国、英国等都大力发展集约化的温室产业，温室内温度、湿度、光照、CO2浓度、水、气、营养液等实现计算机调控。荷兰在1974年首次研制出计算机控制系统CECS。l978 年日本东京大学的学者研制出微型计算机温室综合环境控制系统。目前，日本、荷兰、美国等发达国家可以根据温室作物的特点和要求，对温室内的诸多环境因子进行环境控制。在日本，作为设施农业主要内容的设施园艺相当发达，塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用，设施栽培面积位居世界前列。蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施栽培生产。针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境。日本有关部门进行了如下几种设施项目的研究。主要有设施内播种装置、苗灌水装置、换气扇的旋转和遮光装置的开闭装置（温度、湿度及光照控制）、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2 施肥装置等方面的自动化研究[2]。而在韩国，从l992 年以

温室大棚环境监测系统

温室大棚环境监测系统温室大棚环境监测系统通过在传统农业的基础上融合了物联网、信息化、自动化等技术，利用部署在大棚内的各类传感器节点采集土壤水分、温度、湿度、光照、CO2等环境信息，实现无线采集、无线传输、视频监控、异地监控等功能，不仅解放了劳动力，降低了生产成本，还能调节农作物产期，提高生产率。一、系统总体设计温室大棚环境监测系统环境采集节点主要由环境传感器、控制器和WIFI模块所组成，其中常用的环境传感器包括光照度传感器、空气温湿度传感器及土壤温湿度传感器。温室大棚环境监测系统控制器通过数字传感器的数据采集，并将数据转送给WIFI模块。WIFI模块、无线摄像头、移动终端等与WIFI基站建立连接，并由基站通过光纤将数据传输至监控中心的服务器，实现远程PC和移动终端的实时监测温室大棚内环境数据。二、系统硬件设计系统的硬件设计主要包括无线网络覆盖及接入设计和环境采集节点设计。 1．无线网络覆盖及接入设计 WIFI技术是近年出现的基于以太网的无线局域网技术，WIFI网络传输速率快，传播距离远，最大可以达到300米左右，在移动状态下，WIFI网络也能保持很好的传输特性，且十分易于系统后期扩展。智能WIFI基站配备了高功率天线，可以有效覆盖方圆200米内的，范围之内的环境采集节点、PC及移动终端可与其连接。 2．环境采集节点设计环境采集节点由数据处理模块、数据采集模块及稳压电源模块组成。

数据处理模块具有外围接口广、功耗低、串口资源丰富，抗干扰能力强及价格低廉的优势。有效保证了数据采集及处理的时效性，也方便设计硬件看门狗电路。数据采集模块主要用于感知温室大棚内的环境信息，包括光照度传感器、空气温湿度传感器及土壤温湿度等传感器。我们对传感器的筛选建议是在满足精度的前提下，尽量选择低功耗的复合型传感器。稳压电源模块是为系统提供稳定的能量，通过在每个温室的配电箱内安装一个电源转换模块将220V的交流电压转换为24的直流电压再输人到节点，更高效安全。三、系统软件设计温室大棚环境监测系统的软件设计包括对数据采集节点、监控中心及移动终端的设计：1．数据采集节点设计数据采集节点运行于控制器中，主要实现环境数据的采集，数据的处理和数据的发送。系统上电后，首先进行软硬件环境初始化，读取节点位置信息编号后进人循环采集环境数据，时间节奏由中断来控制，一次触发中断进行一次数据采集，当采集60次数据后，进行环境数据的滑动平均滤波处理。 2．监控中心软件设计基于B／S架构的温室大棚环境监测系统运行于监控中心的服务器，采用C＃语言进行web应用程序开发。监测系统划分为四大功能模块，分别是实时数据监测模块、历史数据查询模块、设备安全预警模块及系统管理模块。 1）实时数据监测：查询各测点的温度、湿度、光照、土壤温湿度等信息，并通过数字和曲线图的方式展现。

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计

温室大棚中温室自动化控制系统解决方案设计温室自动化控制系统简介温室自动控制系统是专门为农业温室、农业环境控制、气象观测开发生产的环境自动控制系统。可测量风向、风速、温度、湿度、光照、气压、雨量、太阳辐射量、太阳紫外线、土壤温湿度等农业环境要素，根据温室植物生长要求，自动控制开窗、卷膜、风机湿帘、生物补光、灌溉施肥等环境控制设备，自动调控温室内环境，达到适宜植物生长的范围，为植物生长提供最佳环境。智能温室自动化控制系统是根据温室大棚内的温湿度、土壤水分、土壤温度等传感器采集到的信息，接到上位计算机上进行显示，报警，查询。监控中心将收到的采样数据以表格形式显示和存储，然后将其与设定的报警值相比较，若实测值超出设定范围，则通过屏幕显示报警或语音报警，并打印记录。系统组网络以及通讯协议（1）系统组网络组成根据工艺运行的需求，我们做如下的网络系统设计：网络采用以太网络设计。每个站作为一个网络节点。这个网络采用性能可靠的工业以太网。可以将办公网络、自动控制网络和视频监控网络无缝结合到该网络环境，实现“多网合一”。整个系统可承载的数据分成如下的几个部分： 1：工业控制数据 2：采集数据 3：工业标准的MODBUS总线通讯 4：视频语音数据采集和监控（2）组网特点自动化控制系统是开放的控制系统，除了具有良好的网络通讯能力外，还具有与其它控制系统通讯功能和标准的对外通讯接口，以后可以任意扩展控制系统。整个系统采用多级网络结构，即生产管理网和生产控制网，将过程实时数据、运行操作监视数据信息同非实时信息及共享资源信息分开，分别使用不同的网络。有效地提高了通讯的效率，降低了通讯负荷。

温室大棚智能监控系统的研究方案(推荐文档)

温室大棚智能监控系统的研究方案我国是一农业大国，农业是国家的重要经济命脉。提高单位面积的作物的产量、生产优质农产品是现阶段农业发展的迫切要求，而温室大棚是实现高产、优质农业的一个重要的组成部分。温室大棚是一种可以改变植物生长环境，根据作物生的最佳生长条件，调节温室气候使之一年四季满足植物生长需要，不受气候和土壤条件的影响，能够避免外界四变化和恶劣气候对其影响的场所，并且能在有限的土地上周年地生产各种不同的蔬菜、鲜花等反季节作物的一种温室设施。温室生产以达到调节作物生长过程中的产期，促进在不同时期作物的发育提高作物品质、产量等为目的。温室棚依照不同的屋架、采光材料又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室等。温室结构的建造标准是既能密封保温，便于通风降温。但是作物要想现高产、优质、仅仅靠温室保温是不行的，需要对农作物的生长环境进行多方位多的精确采集和实时的控制。目前国家提出要狠抓农业科技革命的新型农业道路，实施数字化精准农业温室大棚是现代农业发展改革的一大措施。数字化精准农业温室大棚技术是从生产理念、经营主体、农业装备、先进科技成果转化、提高农业生产力等方面进行农业的改革，应用先进的技术调控差异，科学利用资源，采用信息化经营管理和组织方式进行农业生产，实现农业生产的目标管理。与普通的温室大棚相比，数字化精准农业温室大棚不仅能够种植优质高产反季作物而且将电子、计算机、通信和自动控制等信息技术引入到本领域中，朝着精细农业、数字农业的方向发展。数字化精准农业温室大棚系统，可以定量获取和分析农业环境的多种参数 ,实现对环境的多点检测，其检测目标可以是温度、湿度、光照、振动、压力、水/土壤/空气成分等，能对大棚内个环境参数达到良好的检测，进而协调控制大棚内的环境参数，使大棚内的环境条件能够适宜作物的成长。对温室大棚内的内的环境因子进行多点多参数的采集，一般需要在土壤中铺设大量的线缆，使得对作物的耕作造成了一定的困难，采用无线的方式进行数据的采集可以解决上述问题；根据所采集的数据，需对温室大棚的环境进

温室大棚控制系统-设计报告资料

哈尔滨师范大学物联网感知综合课程设计报告题目：温室大棚控制系统年级： 2013级专业：物联网工程姓名：高英亮袁昊慈指导教师：李世明杜军

温室大棚控制系统高英亮、袁昊慈摘要中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。利用物联网的传感器技术实时采集温室环境的空气温湿度、土壤水分和光照度等因素，单片机将数据进行分析处理做出合理的控制决策，控制执行器进行自动喷灌，实现了计算机自动控制，按需、按期和按量喷灌。系统主要由温室环境信息采集模块、单片机模块和控制模块组成，采集模块包括光照度传感器和空气温湿度传感器。该系统采用传感器技术和单片机相结合，由上位机和下位机( 都用单片机实现) 构成，采用接口进行通讯，实现温室大棚自动化控制。本系统环保节能、节水、省力，具有很好的实用性和推广性。 1 引言中国农业的发展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成部分。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可避免的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的发展，必须大力发展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。