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基于单片机的大棚温湿度控制系统

文档名称:基于单片机的大棚温湿度控制系统
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文档名称:基于单片机的大棚温湿度控制系统
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上传者:贤小落落
添加时间:2017/11/29
内容摘要:
ELECTRONICS WORLD?术交
基于单片机的大棚温混度控制系统
陕西国防工业职业技术学院电子信息学院张红月程晓芳
【摘要】在我国温室大棚的管理大多属于经验型和粗放型,温室大棚的管理水平比较落后,自动化程度不高,尤其在温室大棚自动
化的管理方面。本文提出一种新型的大棚温湿度控制系统,可以对大棚的温湿度进行实时监控和显示,并可以通过单片机控制控制
大耦温湿度,使温湿度宜作物的生长,实现大棚温湿度的自动控制,具有低成本、小型化、易于管理维护等特点。
【关键词】大棚;温湿度传感器;单片机
以满足当前市面上大部分字符显示。动作执行机构主要是控制
引言
继电器,用来扩胺加温设备。
我国日前已成为世界上温室大棚生产面积最大的国家,但2.硬件设计
是与世界发达国家的生产水平相比,我国温室大棚的管理水平
比较落后,白动化程度不高。在温室大棚中,影响农作物生长
(1)工作也路
的环境因素有很多,室内温湿度是很重要的一个环境因素,合
适的温混度可以使农作物实现优质和高产的日标。
我国的温室大棚多数采用粗放型管理,对于温度和湿度的
控制是靠人为的经验来进行,而购买一些精度较高的温室控制
设备,対小型的大棚经营者来说成本过高。本文提出一种新型
的低成本的大棚温混度控制系统,既实现精确的温混度测量和
显示,又能进行温湿度的控制,使作物生长达到一个合适的水
平,同时系统还具有小型化,易于管理维护等特点。
1.系统总体设计
图2工作电路连接图
如图2为工作电路连接图,温湿度传感器SHT10提供两位串
影响作物生长的主要因素有温室中空气的温混度,要实现行数字接口与MCU相连,SCK为传感器和MCU提供同步时钟,
温湿度的控制就要对温室大棚中的温度和湿度进行测量,进而由于接包含完全静态逻辑,故无最小SCK频率,DAIA数据传
加以控制达到满足作物生长所要求的条件。本系统主要包括主输为三态门,需要接一个外部上拉也阻
控单元、传感器模块、显示单元模块和执行动作机构四部分。
(2)数据处理
本系统主要结构框图如图1所示
HT10相对混度输出公式如下
RHH=C1+C1: +C: x SOF
大濕控制系
式中RH1a为经过线性补偿后的湿度值,S0m为相对湿度测
量值,C1
3为线性补偿系数,取值如表1所列
表1
表2
t
12位
-4
0.0405-28x106
0.00008
图1系统结构框图
0.648
7.2×10-4
0.010.00128
主控单元是整个控制系统的核心。主控单元芯片采用的
ATMF.公司的的AT89S52、该芯片是一种低功耗、高性能CMOS8
由于实际温度与测试参考温度25°C的显著不同,混度信
位微处理器,具有8K在系统可编程 Flash存储器。AT89S52还具有号需要温度补偿,补偿后的公式如下
以下标准功能8k字节 Clash,256字节RAM,32位IO口线,看门狗
RHM=(6-25)x(t,+T2XSO2H)+RA ET
定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级
其中RH为温度不等于25°C时相対湿度的实际值,0c为
中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路
当前温度,い、是系数,収值如表2所示。
传感器模块是温混度传感器SHTI0,用来测量室内的温混
温度转换公式如下:
度。SIIT10传感器是瑞士 Sensirion公司推出的单片数字温混度
8=6+62 XS0
集成传感器。该传感器由1个电容式聚合体测湿元件和1个能隙
其中,0为实际温度,S0为传感器输出的温度数值
式测温元件组成,并与1个14位AD转换器以及1个2-wirc数字接
,02为系数,取值如表3、表4所示。
口在单芯片中无経结合.使得该产品具有功耗低、反应快、抗千
扰能力强等优点。
3.軟件设计
显示单元模块采用的是LCD1602液晶,字符型液晶,它是
种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,可
系统通过MCU控制相关传感器进行数据采集,温湿度传感器
基金项目:本文受基金Gf16-18资企支持。
156·电子世界
万方数
ELECTRONICS WORLD?术交
sl10对空气的温度值和湿度值进行采集,送入MCU进行相关处后,将DAIA下拉为低电平,在第9个SCK时钟的下降沿后,释
理,之后与系统设定的温湿度值进行比较,当温度值和湿度値达放DAIA(恢复高也平)。SHI10命令如表5所示。
不到植物生长所适宜的温度和湿度,MCU开始控制动作执行机构
00001”为相对湿度(RH)测量,“0000”为温度
进行加温和加措施。系统软件设计的流程图如图3所示。
0)测量。SHT10下拉DATA至低电平而使其进入空闲模式。重

新启动SCK时钟读出数据之前控制器必须等待这个“数据准各
VpV6/ C VDD/V「6°C
B1/C
好”信号。接ド来传输2个字节的测量数据和1个字节的CRC校
-40.00
39.60
14位
-40.00
验。MCU必须通过拉低DAIA来确认每个字节。所有的数据都
39.75
2.5
39.55
12位
39.75
从MSB开始,至ISB有效。确认CRC数据位之后,通信结束。
39.66
在测量和通讯结束后,SHI10自动转入体眠模式。
如果与SIT0的通信发生中断,可以通过随后的信号序列来
开始
复位串,如图5所示。保持DAIA为高电平,触发SCK时钟9次
传感SHT10测量
或更多,接着在执行下次命令之前必须发送一组“传输启动”序
列。这些序列仪仪复位串口,状态存器的内容仍然保留
漫温度满足要求?打开加温加湿设备
DATA
类田加温加湿设备
传输开始
图3系统软件流程图
图5复位时序
DATA
4.结束语
图4传输启动时序
本文提出一种大棚温滉度控制系统,采用传感器SHT10采
表5SHT10命令表
集大棚内温度和湿度,具有精度高、成本低、体积小、应用简
単等特点,可以白动根据大棚室内温湿度情况的进行控制,本
测量温度
系统具有便于成本低、体积小、便于维护使用。该设计也为其
测量度
他大棚温混虔控的研究提供参考。
读写状态寄存器
0011100110
保留
参考文献
软复位,复位接口、清空状态寄存器,下一次命令前等待至少1ms
ll110
余永权, ATMEL89系列单片机应用技术[MI北京:北京航
对传感器SHT10来说,在程序丌始后,MCU需要向温湿度空航天大学出版社,200225-40
传感器SII10发送一组“传输启动时序”,来表示数据传输初
12 Sensirion SHI 10H I umidity Sensor Datasheet, 20 )7
始化。其包括:当SCK时钟为高电平时DAIA翻转为低电平
紧接着SCK变为低电平,随后是在SCK时钟高也平时1AIA翻
作者简介
转为高电平。具
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