一种温室大棚检测系统的设计.pdf

22 23 科技资讯 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 科技资讯 2020 NO 07 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 信 息 技 术 DOI 10 16661 ki 1672 3791 2020 07 022 一种温室大棚检测系统的设计 姚小圣 赵娟 荆楚理工学院电子信息工程学院 湖北荆门 448000 摘 要 随着农业物联网的发展 智能温室大棚在农业中的应用越来越广泛 而温湿度和CO 2 浓度是农业生产中最基本 的参数 利用单片机和传感器组成的智能监控系统对二者进行实时有效的检测 对于提高农产品质量 农业生产效率和 节约能源等方面有着很大的帮助 该系统将单片机控制技术 传感器感知技术 通信传输技术和显示技术等有效融合 是 一种切实可行的温室环境检测与显示系统 可实现全面 自动地对大棚环境的检测与显示 环境温湿度和CO 2 浓度的智 能化监控 关键词 温室大棚 单片机控制 感知技术 液晶显示 中图分类号 S625 3 文献标识码 A 文章编号 1672 3791 2020 03 a 0022 02 物联网时代到来后对植物生长三要素 温度 湿度和 二氧化碳 进行有效的检测 并合理地控制为农作物的生 长提供了新的环境 该系统以单片机控制为核心 利用传 感器对温湿度和CO 2 浓度进行采集 通过单片机与液晶显 示屏相连 从而显示传感器采集到的温室环境的实时数 据 能够对温室大棚中的环境参数进行检测 实现温室大 棚中环境检测的智能控制 为现代化温室大棚的生产和运 行 提 供 更 合 理 更 高 效 的 技 术 指 标 从 而 提 高 生 产 效 率 产 品 质 量 降 低 成 本 1 系统方案的设计 该系统主要是对温室大棚中温湿度和CO 2 浓度进行有 效 的 监 测 系 统 主 要 包 括 单 片 机 控 制 模 块 温 湿 度 检 测 模 块 C O 2 浓度检测模块和显示模块等部分 并能准确实时 地显示测量到的数据 使管理者方便快捷地了解温室的 温湿度和CO 2 浓度状况 该系统单片机控制模块主要采用 AT89C51芯片 控制芯片通过I O端口及数据地址总线与显 示模块 数据通信模块 温湿度检测模块 CO 2 浓度检测 模块等外围电路相接 从而实现系统对温室大棚进行检 测 的 设 计 功 能 系 统 总 体 方 案 框 图 如 图 1 所 示 单片机发出检测信号 温湿度传感器和CO 2 传感器接收 信号并检测温湿度与CO 2 浓度 检测完成后把检测到的数 据传给单片机 经单片机处理后给液晶显示器发送信号 液晶显示器显示该温湿度和CO 2 浓度 2 系统硬件电路的设计 该系统硬件电路设计主要包括单片机控制电路 显示 电路 温湿度数据采集电路 CO 2 浓度检测电路等部分组 成 其中单片机控制电路采用AT89C51单片机为核心配合 外围电路实现的 液晶显示电路采用lcd1602芯片进行数 据显示 温湿度数据采集电路采用温湿度传感器SHT11芯 基金项目 湖北省教育厅科学研究计划项目 荆门市农谷信息化监控技术需求与顶层方案设计 项目编号 B2018241 2018年中国农谷发展研究中心立项课题 荆门市农业信息化监控技术需求调研 项目编号 2019zgng07 2018年中国农谷发展研究中心立项课题 互联网 农民 产业需求调研 项目编号 2019zgng08 校级科 研项目 基于物联网技术的智能灌溉控制系统研究 项目编号 YB201701 教学研究项目 九渊计划 拔尖 创新人才培养模式构建与实践 项目编号 JX2019 008 教学研究项目 面向过程和成果导向教育的计算机 科学与技术专业实践课程教学与实践 JX2019 034 作者简介 姚小圣 1997 10 男 汉族 河南漯河人 本科在读 主要从事物联网技术方向研究 赵娟 1979 1 女 汉族 河南信阳人 硕士 副教授 主要从事通信与信息系统方向研究 片 C O 2 浓度检测电路采用模块MG811芯片 该系统可以对 温室大棚的温湿度及CO 2 浓 度 进 行 实 时 监 测 并 将 检 测 的 结果通过1602液晶显示器来显示 AT89C51单片机XTAL1和XTAL2为时钟引脚 P0 P1 P2 P3为4个8位I O口的外部引脚 EA为外部程序存储器 访问允许控制端 ALE为地址锁存信号 RST为复位信号 高电平有效 RXD为串行数据输入端 TXD为串行数据输 出端 INTO和INT1为外部中断输入端 低电平有效 T0和 T 1 分 别 为 外 部 计 数 输 入 端 W R 为 写 选 通 输 出 低 电 平 有 效 RD为读选通输出 低电平有效 PSEN为读选通信号 低电平有效 单片机和外围电路一起可以形成复位电路 晶振电路和控制电路的功能 将单片机的9号引脚与电平 一直为1的2US相接即可实现系统复位 每次系统上电时就 进行一次复位 当复位键被按下一次系统就被复位一次 因此可以通过手动按键的断开和闭合来对系统实现复位 功能 晶振电路在单片机系统中作用很大 主要通过外部 链接电路和单片机的内部电路共同作用的情况下产生系 统 所 需 要 的 时 钟 信 号 是 单 片 机 执 行 命 令 的 基 础 温湿度的检测芯片SHT11采用的是电容式结构 芯片 中的所有传感器都是在进行检测数据的时候在非常准确 图1 系统总体方案框图 下转24页 24 25 科技资讯 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 科技资讯 2020 NO 07 SCIENCE TECHNOLOGY INATION 信 息 技 术 来 快 读 替 代 原 有 的 信 号 路 径 实 现 安 全 播 出 1 9 安全策略之实时智能监测 智能设备的进步和提高 让如何在保障安全播出的同 时减少值守人员的投入的难题迎刃而解 智能监测系统是 具有更加智能 高效 网络实时 汇总信息 分析信息 并 转为可视化的集成平台 在播出技术系统中散步更多的监 控节点 实时收集音视频信号 设备状态管理 电压 UPS 等 电流荷载 空间设备温湿度等信息 直接进行实时的 处理分析并输出展示结果 帮助管理人员更加快速 及时 地 管 控 并 以 更 加 准 确 的 方 式 进 行 应 急 处 理 同时 除了对PGM信号异常的监理管控 还要对系统设 备的异常 故障等进行更为有效的监控 最大程度地减少 任何事故的出现 参数包含但不限于设备温度 空间湿度 电源状况 风扇效果等 如此众多的排查点 若仅靠人力 巡查而达到安全状态几乎难以实现 故而 越早装置和引 进自动监控系统则越早可以避免更多隐患 有了强大的实 时监控系统 再配以警示灯 警报音等提示手段 加强各 个 环 节 中 的 生 产 管 理 明 确 制 度 建 立 从 硬 件 到 信 号 到 人工流程的全链条监控 1 10 安全策略之接地建设确保系统安全 在设计和施工过程中 播控系统如何与大楼结合进行 防雷防电等接地处理也是保证安全稳定运行的重大问题 之一 在室外 铺设专用的地网结构 埋深至少地底4 5m 再以石墨基的物质作为物理阻剂填充其周围 通过机房设 备地和铜排进行汇流铜排连接 各种设备的机柜与主汇流 呈现放射状的摆放和连接 设备机柜电源的地线极和主汇 流进行排连接 同时 在机柜和底座 地面和汇流铜排之 间均使用了橡胶的隔垫进行绝缘处理 还要注意细节为 所有与机柜底座 机柜等相连接的螺栓都安装绝缘胶套 使整个接地系统的设计和施工与大楼安全地进行隔离 2 结语 近 半 年 的 使 用 该 台 卫 视 高 清 信 号 播 出 控 制 系 统 整 体 性能得到了充分验证 设备性能十分稳定 各种功能一应 俱全 制定的策略也验证了现行方式确实有效可靠地保证 了播出过程的可靠和安全 并极大地减少播出事故的发生 次数 达到了安全生产 播出优质节目内容等目的 大大地 提高了该台在播出运营方面的管理质量 为人民群众的精 神生活奉献更多 更好的文化大餐 参考文献 1 占详 浅析信号比对技术在电视播控系统中的应用 J 现代电视技术 2019 1 111 115 2 李莉 浅析广播电视播控系统的监控技术应用 J 数码 世界 2017 10 138 139 3 佚名 电视播控系统中的网络安全防护 J 西部广播电 视 2019 9 253 4 游琳 浅析广播电视安全播出的管理措施 J 科技传 播 2017 9 3 94 95 的温室中进行校准的 校准后将校准数据预存在芯片内存 中 并将这个校准后的温湿度传感器和一个14位的模数转 换器相接 当传感器采集到数据后把采集到的数据通过 总线传输出去 从而实现将数字信号转换为适合总线传输 的串行数字信号 液晶1602芯片由点阵字符位组成 CO 2 浓度检测电路MG811具有价格较低 技术成熟 且自身也 具有对CO 2 有良好的灵敏度和选择性 受温湿度变化影响 较小 稳定性和再现性良好的特点 3 系统的软件的设计 基于单片机和液晶显示及传感器的工作原理完成温 室 的 温 度 湿 度 及 C O 2 浓度的检测与显示及相关仿真 在 该设计中软件设计包括电路仿真 程序流程图设计和程 序编写几部分 电路仿真主要是硬件电路设计完成后再 protues中进行仿真运行显示 如果运行显示正常者表示设 计合理 该系统软件程序撰写在C语言中进行 通过C语言 图2 主程序流程图 编程实现系统软件的设计和开发 整个系统软件程序由主 程序和子程序构成 主程序是整个系统的主框架 能够实 现各个子程序之间的互联及各个子程序的具体实施 能 够 完 成 系 统 的 复 位 初 始 化 数 据 的 采 集 数 据 的 传 输 数 据的显示 数据的处理 信号的控制等功能 主程序流程 图如图2所示 4 结语 该文从系统方案入手进行系统的软件和硬件电路的 设计 设计出一种温室大棚检测系统 经过测试该系统可 靠性高 整个系统数据显示正常数据分析合理精度较 高 整个设计采用比较简单的装置成本低 操作比较简 单 能够实现智能化处理检测和控制自动化 该系统能够 实现智能化处理和智能化数据采集 对其他地域温室大 棚的检测具有一定的借鉴意义 能够适用于现代温室的 内外检测 对工业和农业生产都可应用 具有比较广泛的 使用价值 参考文献 1 杨光 农业温室大棚温湿度检测系统设计 J 科技 风 2019 6 90 96 2 马东 基于ATmega8L智能农业温室大棚检测控制系统 设计 J 电子技术与软件工程 2019 13 58 59 3 李昀珅 张昊慧 基于ZigBee的温室大棚温度检测系统 设计 J 现代计算机 专业版 2019 6 97 100 4 吴年祥 陈小林 温室大棚温度检测系统的设计与研究 J 山东农业工程学院学报 2014 31 3 37 38 上接22页