精品畢業論文--基于物聯網技術的溫室大棚控制系統設計-免費閱讀

　　

【正文】 chn_disp(0x98,4,定 時補償 )。 chn_disp_1(0x95,0,5,show)。 chn_disp_1(0x95,0,5,show)。 change(5)。 break。 wet[0]=t0ime[2]。 chn_disp(0x8c,1,分 )。 chn_disp(0x94,1,月 )。 chn_disp(0x95,1,次 )。039。 case 9: chn_disp(0x82,4,參量設置 )。 chn_disp(0x88,4,記錄處理 )。 change(6)。 show[0]=set_rtc_code[5]+39。 chn_disp(0x8a,3,呂興東 )。 break。 show[1]=wet[5]%16+39。p39。039。039。039。 case 4: g=wet[0]*0x100+wet[1]。039。 show[4]=t0ime[0]/16+39。039。039。 show[73*k]=set_rtc_code[k]%16+39。 wet[4]=Adc0832(1)。 //12864 背燈 sbit co2=P3^7。 unsigned char xdata t0ime[8]={1,2,3,5,6,7,8,9}。結果表明，該控制系統具有良好的擴展性和實用性，對于實現溫室的智能化測控管理，降低勞動強度，提高生產效率 ，創造大棚生產的最佳效益將產生積極作用。 但是增量式控制也有其不足之處 [15]：積分截斷效應大，有靜態誤差；溢出的影響大。 本系統采用了增量數字化 PID 算法。當微分時間 Td 偏大時，超調量較大，調節時間較長 ； 當 Td 偏小時，超調量也較大，調節時間也較長只有合適時，可以得到比較滿意的過渡過程。 (2)對穩態特性的影響 加大比例系數 Kc，在系統穩定的情況下，可以減小穩態誤差 ess，提高控制精度，但是加大 Kc 只是減少 ess，卻不能完全消除穩態誤差。 PID 控制算法原理 控制器本身是一種基于對 “ 過去 ” 、 “ 現在 ” 和 “ 未來 ” 信息估計的簡單控制算法。 (T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U2AT89S52R01RE2DE3DI4VCC5B6A7GND8U3MAX485A1B2VOUT3U4EM485B上位機+5GND1KR3GNDVCC 圖 單片機與上位機 通信電路圖 控制電路 模塊 本設計的控制電路模塊選用繼電器作為控制系統的開關。以 AT89S52 單片機為微控制器，與設計好的 nRF905 無線 收發模塊相連接，具備數據發送和數據接收的功能。它與單片機的連接電路如圖 所示。 11 VDD1VOUT2GND3U12SH300DH(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U1AT89S52VCCGNDGNDVCC 圖 SH300DH 二氧化碳傳感器連接電路 顯示電路 模塊 本設計采用 LCD1602 作為輸出器件，其特點如下： (1)顯示質量高：由于 LCD 每一個點在收到信息后就一直保持那中色彩和亮度， 恒定發光，不需要不斷的刷新亮點，因 此畫質高且不會閃爍。 腳 4 和腳 6，總線的時鐘信號線和數據線。 (5) 測量精度高， 性能可靠，確保正常工作。0. 5℃ (在 20℃ 時 )；可靠的 CRC 數據傳輸校驗功能；片內裝載的校準系數，保證 100%的互換性；電 8 源電壓為 2. 4~5. 5V[6]。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口中斷繼續工作。 綜上所述，根據對三種方案的比較以及對設計的溫室大棚控制系統成本低廉，精確度較高，連接簡單的要求，選擇方案一來設計本溫室大棚控制系統。 方案一使用 SHT10數字式溫濕度傳感器來檢測溫室大棚中空氣的溫濕度，方案二選擇 兩塊 TMP275溫度傳感器，來采集大棚內外的溫度值，方 案三 選擇溫度傳感器 DS18B20采集大棚內的溫度 。濕度和光強利用 MSP430內部 A/D 通過 ～ 的 4個端口進行多通道序列采集。 2 系統方案與論證 為了能夠設計出一種成本低廉，精確度較高，連接簡單的溫室大棚控制系統，本設計給出了三種方案。物聯網 一種物體、機器間不需要人的參與即可完成信息交互的通信方式(Inter of things)便應運而生 [1]。 本文設計的溫室大棚控制系統，能夠實時采集控制溫室內的空氣溫濕度、土壤濕度、光照強度、二氧化碳濃度等環境參數，以直觀的數據顯示給用戶，并可以根據種植作物的需求提供報警信息。 根據現代農業科學技 術的研究結果表明，建立溫室可以建立適合植物生長的生態環境，實現作物的高產、高效。 系統的總體結構框圖 ， 如圖 所示 。采用液晶顯示器 (LCD)進行實時顯示，系統框圖如圖 。與方案二和方案三相比較， SH300DH二氧化碳傳感器具有對二氧化碳靈敏度高、受溫濕度環境影響小、穩定性好、使用方便、成本低等特點。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和 7 在系統可 編程 Flash，使得 AT89S52在眾多嵌入式控制應用系統中得到廣泛應用。 SHT10 數字式溫濕度傳感器是由 Sensirion 公司推出的一種可以同時測量濕度、溫度的傳感器，不需外圍元件直接 輸出經過標定了的相對濕度、溫度的數字信號，可以有效地解決傳統溫、濕度傳感器的不足。 (2) 結構設計合理，不繡鋼探針保證使用壽命。其工作電壓工作范圍是是 。該模塊主要應用于 CO2 含量的檢測，具有體積小，反應靈敏，檢測精度高等優點。 12 VSS1VDD2VD(VL)3RS4RW5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714A+15K16U121602(T2)1(T2EX)2345(MOSI)6(MOSO)7(SCK)8RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE(PRCG)30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40U2AT89S521KR51KR6+5GND+5GNDVCCGND 圖 LCD1602 顯示 電路圖 報警電路 模塊 本系統專門設計了報警電路模塊，由晶體管和蜂鳴器組成。單片機由 I/O 端口控制 nRF905 模塊的狀態接口、模式接口和 SPI 接口。它非常適合溫室大棚規模擴大時的測控系統的擴展。 如圖 所示， 220V交流電經變壓器降壓、橋式整流、電容濾波后由 790 780 7812 三端集成穩壓管分別得到 5V、 +5V、＋ 12V 電壓， 為 整個系統供電。 A 比例作用 比例作用的引入是為了及時成比例地反應控制系統的偏差信號，以最快速度產生控制作用，使偏差 向減小的趨勢變化。但是 Ti 太大 18 時，積分作用太弱，以至不能減小穩態誤差。因此，連續 PID 控制算法不能直接使用，需要采用離散化方法。此外，當計算機發生故障時，由于 輸出通道或執行裝置具有信號的鎖存作用，故仍能保持原值。 20 N Y N Y N Y N Y N N Y 圖 主程序圖 開始 系統初始化 參數設定 空氣溫濕度測量 空氣溫度是否在測量范圍內 空氣濕度測量 空氣溫度調整子程序 空氣濕度是否在測量范圍內 土壤濕度測量 空氣濕度調整子程序 土壤濕度是否在測量范圍內 二氧化碳濃度測量 土壤濕度調整子程序 二氧化碳濃度是否在測量范圍內 光照度測量 二氧化碳濃度調整子程序 二氧化碳濃度是否在測量范圍內 光照度調整子程序 21 5 結論 本次設計結合單片機技術、傳感器技術和物聯網技術，構建了一個基于物聯網技 術的溫室大棚控制系統。 //key 記錄鍵值； k 自動控制標志； i、 b 用于顯示 unsigned char key=0,k=0,i=0,b=0,m=0,j=0,l=0,g=10,s=0。 //RAM 地址 sbit key1=P1^7。 //加熱燈 void menu()。 unsigned int g。:39。 show[5]=set_rtc_code[4]%16+39。039。039。 show[4]=t1ime[0]/16+39。 show[1]=(g/10)%10+39。 break。 show[3]=g%10+39。 show[2]=(g/10)%10+39。 show[6]=39。p39。 lat_disp(0,0)。 wr_lcd(m,0x0c)。 change(4)。 chn_disp_1(0x8d,0,5,show)。 case 2: chn_disp(0x82,4,參量設置 )。 chn_disp(0x8a,2,濃度 )。 chn_disp_1(0x91,0,2,show)。 case 4: chn_disp(0x82,4,時間設置 )。 chn_disp(0x8a,4,show)。 show[0]=set_rtc_code[5]+39。 chn_disp_1(0x95,0,5,show)。 wet[3]=t0ime[5]。 break。 chn_disp_1(0x8d,0,5,show)。 chn_disp_1(0x8d,0,5,show)。 31 break。 wet[5]=t1ime[7]。 wet[4]=t1ime[6]。 chn