温室环境智能控制系统硬件部分
目前我国农业形势发生了巨大变化,农业生产进入了依靠科技提高农产品质量、增加农产品产量、开展生产结构调整、增加农民收益、提高农产品效益、改善生态环境时期。通过温室技术是加速进入新时期的重要手段,因此开发研制温室环境智能环境系统是十分必要的。为了改善上述问题,本文设计了一种低价位、实用型的温室环境智能监测控制系统。本系统由单片机AT89C51的主系统模块、温度控制模块、湿度控制模块、光照控制模块、C02控制模块、按键以及显示模块、下位机模块7个部分组成。例如温度控制可以通过键盘按键设定温室的温度值的上下阀值，采集的温度和设定的温度通过LCD数码管显示，如果测量值超出上阀值，进行降温处理，低于下阀值，进行加热处理。通过该检测控制系统，对温室大棚内的温度等关键因素进行检测与控制，从而提高了农产品质量、增加农产品产量，最终达到为农民增收的目的。关键词 监控系统，AT89C51，传感器，键盘输入
目录
1 引言 1
2 温室环境智能控制系统 2
2.1温室环境的概述 2
2.2四个主要传感器的选择 7
2.3主控芯片AT89C51 17
2.4温度采集模块 19
2.5总系统设计方案 21
3 系统硬件电路设计 23
3.1各部分硬件设计 23
4 测试分析 35
结论 36
致谢 37
参考文献 38
1 引言
我国目前有将近14亿人口，给14亿人口提供足够的蔬菜的瓜果蔬菜是一项庞大的工程。农业是我国国民赖以生存的产业，民以食为天，怎样让14亿国人吃的健康是十分重要的，因此农业在国民经济发展中起着非常重要的作用，农业的稳定使国家的基础事业得到稳定，从而提供了国家发展的动力源泉。科学技术是第一生产力，科技进步使我国农业和农村经济快速发展，而快速发展农村经济的关键技术是保护地蔬菜生产设施。在我国北方地区棚室生产生产规模很大，温室蔬菜的产率很高。大力促进温室制造的发展，不仅从根本上解决了我国北方地区因为天气寒冷造成的冬春季新鲜蔬菜的供需不足的问题，减轻了新鲜蔬菜向北方运输时给铁路、公路运输带来的压力，也减少了因运输带来的人员劳动力消耗同时为农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
产品结构调整和农民经济水平提高提供了一条有效途径。
目前，日光温室的设计、建造及配套设施，从理论上和实践上都日趋完善。目前中国农业正处于调整历史过程中。手工农业已经没落，取而代之的是工业农业，高科技农业。农业已经向欠缺供应变为需求供应。由此，本文在查阅许多国内外参考文献的基础上,观察分析了目前市场上几种流行的温室控制系统,并作出比较，重点考虑了湿度、温度、二氧化碳、光强这四大因素，并对这四大因素进行测量控制，从而保证了温室环境了稳定性，根据这四大因素我设计出一种廉价、实用性的温室环境智能控制系统。
本文以单片机AT89C51为核心,通过各个不同的传感器收集各个影响温室环境的因素，从而制造出测量四大因素的传感器,每个传感器都可以检测出来对应的测量因素，并且通过不同的端口传输给AT89C51进行数据分析处理,来实现对各个环境因素的测量、控制，从而控制暖风机、CO2排放机、天窗的开启、关闭，调整完善温室内环境系统的稳定，为植物的生长提供良好的生长环境，实现农产品增收。
2 温室环境智能控制系统
2.1温室环境的概述
温室环境相对于自然环境来说，更加脆弱，容易遭到环境的破坏，但是温室环境的组成非常简单，相比自然环境更加容易控制，温室是一个相对密闭的空间，它与外界通过温度、湿度等要素进行能量交换，因此维持良好的温室生长环境必须控制好这四大因素，研究温室环境智能控制系统就是为了将这几大要素均衡控制，从而使温室内植物茁壮成长，为农民增收。
2.1.1温度控制
1.温室温度环境条件
温度是温室生产的重要环节之一。因为室内温度的高低将直接影响作物的生长、发育及产量的高低。植物在生长阶段的不同时期，不同阶段对温度的要求也不相同。白天在适宜温度条件下，进行光合作用；夜间在较低的温度下呼吸消耗，适宜温度条件下，完成同化物质的运转，从而达到早熟丰产的目的。所以设计温度控制系统时，要以所种作物的最适宜温度来作参数，现讲主要果菜生长的适宜温度列于21。
表21 主要果菜、瓜类作物生长适宜温度
/
温室大棚生产多以番茄、黄瓜为主，所以，温室室内设计所设定的温度、湿度等因素条件常以它们所要求的为准。黄瓜、番茄都是喜温作物，如果满足了这两种作物的要求，就基本上能满足其他蔬菜对温度的要求。
对华北地区温室的温度控制，最冷的一月应该作为设计依据。只要在该月份能保证日光温室内的蔬菜作物有适宜的生长温度，就能够满足全年蔬菜作物对室温的要求。依据表21，就可以确定温室内夜间最低温度为12～15℃。
2.温室温度特点
温室温度很大部分受着自然环境的影响，不同的地区，不同的海拔，不同的经纬度都会影响着温室温度。影响温室温度的最大因素就是四季变换和昼夜交替，相比于正常温室温度，冬季的夜晚更加的寒冷，夏季的白天更加炎热，此时就需要我们进行温度的干预，来维持正常的温室环境。对于同一中作物，不同的生长阶段所需的温度条件都不相同，我们采取温度干预的同时，要注意作物的生长特点，只有完美契合作物的特点，才能造成作物的增产、增收。
3.冬季升温控制
热风加温，这种加温方式是使温度稍高的气体直接和温室内的空气进行热交换，多用于塑料小型日光温室内的加温。通常采用热风机产生热气，并由风机把热气送入温室增温。温室内设有排风道，可以调节风量的大小、方向来满足不同作物对温度的不同要求。
热风加温的有点是设备简单、增温快，热效率比其他加温方式要高，热风加温方法的热效率可以达到80％～85％。但是缺点是，室内温度不均匀、空气干燥，一旦停机室内温度下降较快。
日光温室虽然有加温设备，但对床土温度影响较小，室内形成了高气温、低地温的情况，为及时提高地温，使用了电加热温床或称为电加温温床。其工作原理是，在温床的床土内铺设电加热线，通电后，电流通过加热线把电能转换为热能从而均匀、有深度地加热温床，使温床保持一定的温度。一般1千瓦小时的电能可产生35千焦的热量。
目录
1 引言 1
2 温室环境智能控制系统 2
2.1温室环境的概述 2
2.2四个主要传感器的选择 7
2.3主控芯片AT89C51 17
2.4温度采集模块 19
2.5总系统设计方案 21
3 系统硬件电路设计 23
3.1各部分硬件设计 23
4 测试分析 35
结论 36
致谢 37
参考文献 38
1 引言
我国目前有将近14亿人口，给14亿人口提供足够的蔬菜的瓜果蔬菜是一项庞大的工程。农业是我国国民赖以生存的产业，民以食为天，怎样让14亿国人吃的健康是十分重要的，因此农业在国民经济发展中起着非常重要的作用，农业的稳定使国家的基础事业得到稳定，从而提供了国家发展的动力源泉。科学技术是第一生产力，科技进步使我国农业和农村经济快速发展，而快速发展农村经济的关键技术是保护地蔬菜生产设施。在我国北方地区棚室生产生产规模很大，温室蔬菜的产率很高。大力促进温室制造的发展，不仅从根本上解决了我国北方地区因为天气寒冷造成的冬春季新鲜蔬菜的供需不足的问题，减轻了新鲜蔬菜向北方运输时给铁路、公路运输带来的压力，也减少了因运输带来的人员劳动力消耗同时为农 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
产品结构调整和农民经济水平提高提供了一条有效途径。
目前，日光温室的设计、建造及配套设施，从理论上和实践上都日趋完善。目前中国农业正处于调整历史过程中。手工农业已经没落，取而代之的是工业农业，高科技农业。农业已经向欠缺供应变为需求供应。由此，本文在查阅许多国内外参考文献的基础上,观察分析了目前市场上几种流行的温室控制系统,并作出比较，重点考虑了湿度、温度、二氧化碳、光强这四大因素，并对这四大因素进行测量控制，从而保证了温室环境了稳定性，根据这四大因素我设计出一种廉价、实用性的温室环境智能控制系统。
本文以单片机AT89C51为核心,通过各个不同的传感器收集各个影响温室环境的因素，从而制造出测量四大因素的传感器,每个传感器都可以检测出来对应的测量因素，并且通过不同的端口传输给AT89C51进行数据分析处理,来实现对各个环境因素的测量、控制，从而控制暖风机、CO2排放机、天窗的开启、关闭，调整完善温室内环境系统的稳定，为植物的生长提供良好的生长环境，实现农产品增收。
2 温室环境智能控制系统
2.1温室环境的概述
温室环境相对于自然环境来说，更加脆弱，容易遭到环境的破坏，但是温室环境的组成非常简单，相比自然环境更加容易控制，温室是一个相对密闭的空间，它与外界通过温度、湿度等要素进行能量交换，因此维持良好的温室生长环境必须控制好这四大因素，研究温室环境智能控制系统就是为了将这几大要素均衡控制，从而使温室内植物茁壮成长，为农民增收。
2.1.1温度控制
1.温室温度环境条件
温度是温室生产的重要环节之一。因为室内温度的高低将直接影响作物的生长、发育及产量的高低。植物在生长阶段的不同时期，不同阶段对温度的要求也不相同。白天在适宜温度条件下，进行光合作用；夜间在较低的温度下呼吸消耗，适宜温度条件下，完成同化物质的运转，从而达到早熟丰产的目的。所以设计温度控制系统时，要以所种作物的最适宜温度来作参数，现讲主要果菜生长的适宜温度列于21。
表21 主要果菜、瓜类作物生长适宜温度
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温室大棚生产多以番茄、黄瓜为主，所以，温室室内设计所设定的温度、湿度等因素条件常以它们所要求的为准。黄瓜、番茄都是喜温作物，如果满足了这两种作物的要求，就基本上能满足其他蔬菜对温度的要求。
对华北地区温室的温度控制，最冷的一月应该作为设计依据。只要在该月份能保证日光温室内的蔬菜作物有适宜的生长温度，就能够满足全年蔬菜作物对室温的要求。依据表21，就可以确定温室内夜间最低温度为12～15℃。
2.温室温度特点
温室温度很大部分受着自然环境的影响，不同的地区，不同的海拔，不同的经纬度都会影响着温室温度。影响温室温度的最大因素就是四季变换和昼夜交替，相比于正常温室温度，冬季的夜晚更加的寒冷，夏季的白天更加炎热，此时就需要我们进行温度的干预，来维持正常的温室环境。对于同一中作物，不同的生长阶段所需的温度条件都不相同，我们采取温度干预的同时，要注意作物的生长特点，只有完美契合作物的特点，才能造成作物的增产、增收。
3.冬季升温控制
热风加温，这种加温方式是使温度稍高的气体直接和温室内的空气进行热交换，多用于塑料小型日光温室内的加温。通常采用热风机产生热气，并由风机把热气送入温室增温。温室内设有排风道，可以调节风量的大小、方向来满足不同作物对温度的不同要求。
热风加温的有点是设备简单、增温快，热效率比其他加温方式要高，热风加温方法的热效率可以达到80％～85％。但是缺点是，室内温度不均匀、空气干燥，一旦停机室内温度下降较快。
日光温室虽然有加温设备，但对床土温度影响较小，室内形成了高气温、低地温的情况，为及时提高地温，使用了电加热温床或称为电加温温床。其工作原理是，在温床的床土内铺设电加热线，通电后，电流通过加热线把电能转换为热能从而均匀、有深度地加热温床，使温床保持一定的温度。一般1千瓦小时的电能可产生35千焦的热量。
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