专利名称：小型种植大棚智能测控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种智能测控系统，且特别涉及一种农业用的智能监控测控系 统。
背景技术：
使用塑料大棚来种植蔬菜、花卉，其内部温度、湿度易于调节，不受四季变化的限 制，越来越多的小型或大型农业生产活动利用塑料大棚。如何让机器控制塑料大棚内的各 种参数，已经越来越为人们所重视。随着电脑、网络、传感器技术的不断进步，利用这些技术 来进行塑料大棚内的环境调节已经被深入研究。目前已知的全自动控制装置均为利用工业控制计算机，工业控制计算机连接温、 湿度传感器等各种传感器，数字输入输出卡分别于棚顶开启装置、手/自动切换装置相连 接，能准确采集并自动处理和保存数据，集中、统一管理和控制，有效避免控制机构的频繁 动作。但是，这种技术存在结构复杂、可靠性不高、成本较高的问题，而且其大多是利用在大 型的蔬菜培植生产中，小型农户出于成本的考虑，大多数还是停留在人力种植，凭感觉控制 蔬菜种植环境的阶段。
实用新型内容本实用新型提出一种小型种植大棚智能测控系统，采用单片机技术为核心，实现 温度、光照、空气湿度、土壤含水量的智能测定，并能显示于仪器的数码管上，通过合理配置 检测电路和软件，使之较其他技术具有更好稳定性和可靠性，成本较低。为了达到目的，本实用新型提出一种小型种植大棚智能测控系统，用于监测并调 节种植大棚内的环境参数，包括用于监测种植大棚内的环境参数的多个监测装置；电性 连接于这些监测装置的模拟/数字转换器，用于将监测装置输出的模拟信号转换成数字信 号；电性连接至模拟/数字转换器的控制中心，接收数字信号，显示对应的实际值，并根据 实际值输出驱动信号；电性连接至控制中心的显示装置，用于显示实际值；，电性连接至控 制中心的多个调节装置，用于根据驱动信号开启或关闭以调节种植大棚内的环境。其中控 制中心为单片机，模拟/数字转换器输出数字信号至单片机的PO 口。进一步说，其中这些监测装置包括温度传感器、光电池、湿度传感器或用于探测土 壤含水量的探针。进一步说，其中单片机采用AT89S52微控制器。本实用新型提出的小型种植大棚智能测控系统，监测电路、单片机外围电路简单， 利用单片机完善的配置及其C语言编程功能，能准确地测定温度、空气湿度、光照、土壤含 水量，从而降低成本。同时根据不同农作物的生长条件设定温度、光照、空气湿度及土壤含 水量的值，更适合于小型农户的种植规模及成本，可以为企业带来很大的经济效益。更能够 为占我国人口大多数的农户节省、解放劳力，提高其综合收入。
图1所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统的装置方块图。图2和图3为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统的电路图。图4所示为本实用新型较佳实施例中控制中心控制大棚温度的程序步骤示意图。图5所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统控制大棚湿度的程序 步骤示意图。图6所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统控制大棚湿度的程序 步骤示意图。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。请参考图1，图1所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统的装置方 块图。种植大棚智能测控系统100是用于监测种植大棚(图未示)中的环境参数，并利 用单片机对监测数据进行处理之后，控制驱动装置驱动调节各种参数的调节装置改变种植 大棚中的环境参数。监测装置10包括温度传感器11、光电池12、湿度传感器13、探针14等用于探测种 植大棚中的温度、光照、湿度以及土壤含水量的监测装置。这些监测装置需要根据所监测的 环境参数的性质放置在种植大棚中的不同地点，例如探针14为多个且插入不同位置的土 壤之中，光电池12需要放置在能够接收到光照的位置。本领域技术人员能够根据需要决定 这些监测装置的放置位置，本实用新型不予限定。另外，本领域技术人员还能够根据需要放 置监测其他环境参数的感测装置。监测装置10中的各种传感器可以采用模拟输出或是数字输出，本实施例中采用 的均是模拟输出的传感器，监测装置10电性连接至模拟/数字转换器(A/D转换器)20，将 监测数据以模拟信号的方式传递至A/D转换器20。A/D转换器20电性连接至控制中心30，控制中心30包括存储器31，储存有显示 程序和控制程序。值得注意的是，本实用新型中控制中心为价格低廉的单片机，例如是采用 AT89S52微控制器，AT89S52是一种低功耗、高性能的八位微控制器，具有8k的系统可编程 存储器，技术人员能够根据需要通过C语言编写温度、光照、空气湿度、土壤含水量的显示 程序和控制程序，固化在存储器中，从而让单片机能够执行相应的功能。控制中心30电性连接显示装置40和驱动装置50。显示装置40在显示程序的驱 动下，实时显示种植大棚中的各种环境参数。驱动装置50连接至多个调节装置，例如是调 节温度的风扇、暖风机，调节空气湿度与土壤含水量的喷水阀，调节光照的遮阳布，驱动装 置50在接收到控制中心的控制信号后，驱动这些调节装置对种植大棚的环境进行调节。图2和图3为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统的电路图。如图2所示，A/D转换器20采用ADC0809转换芯片，温度传感器11、光电池12、湿 度传感器13、探针14分别连接ADC0809的输入接脚，ADC0809的输出接脚连接至单片机(控 制中心30)的P0. 0 P0. 7接脚(如图3所示)。因此，温度传感器11、光电池12、湿度传 感器13、探针14输出的模拟数据被转换成数字信号后，传递至单片机中。[0023]如图3所示，控制中心30将ADC0809转换后的数字信号读进单片机的P0. 0 P0. 7
接脚，显示程序根据实际值和数字信号的高低电平的关系，将数字信号的检测电平值对应 至环境参数的实际值，并在数码管上显示实际值。驱动程序用以判断实际值与设定值的大 小，如果实际值不等于设定值，那么将驱动相应调节对象调节温度、光照、空气湿度、土壤含 水量到设定值。表1 4表示显示程序中所设定的温度、空气湿度、光照度、土壤含水量实际值与 数字信号高低电平的对应关系，当然，本领域技术人员也可以进行多次试验得到输出电压 的数据，并制作对应表格。 表1温度数据采集表 表2空气湿度数据采集表 表3光照度数据采集表[0032] 表4 土壤含水量数据采集表请继续参考图3，数码管采用静态扫描显示，单片机的P2 口输出选择信号，通过两 块74HC138组成的4线-16线译码器译码成片选信号，分别与74HC574锁存器的芯片选择 端相连，当某位片选信号输出有效电平时，从P2 口输出七段码a h，再由该片选所接通的 八个D锁存器输出到数码管上显示；在显示方式上，温度、光照、空气湿度、土壤含水量分别 用两位数字显示(十位、个位)。单片机(控制中心30)片选驱动电路控制信号锁存器，通过高低电平驱动调节装 置，如喷水阀、遮阳布等等，而且在控制对象与高低电平之间通过光耦进行隔离。图4所示为本实用新型较佳实施例中控制中心控制大棚温度的程序步骤示意图。 单片机(控制中心30)的PO接口接收A/D转换器传递的温度电平并在显示装置上显示出实 际值、；比较实际值、与设定温度值t2的大小；当实际值、大于设定温度值t2，驱动程序 输出驱动信号至风扇，打开风扇进行散热，当实际值、小于设定温度值t2，则驱动程序输出 驱动信号至暖风机，打开暖风机升高气温；持续监测温度，当实际值、等于设定温度值t2， 关闭暖风机或风扇，显示实际值、。图5所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统控制大棚湿度的程序 步骤示意图。其步骤与温度调节步骤几乎相似，仅在于使用的调节装置类型不同，当实际值 K >设定湿度b2，则打开暖风机，减少湿度，当实际值Id1 <b2，则打开喷水阀，增加湿度。图6所示为本实用新型较佳实施例种植大棚智能测控系统控制大棚湿度的程序 步骤示意图。其步骤与温度调节步骤几乎相似，仅在于使用的调节装置类型不同，当实际值 C1 >设定照明度C2，则打开遮阳布，降低照明度，当实际值C1 < C2，则关闭遮阳布，提高照明 度。本实用新型提出的小型种植大棚智能测控系统，监测电路、单片机外围电路简单， 利用单片机完善的配置及其C语言编程功能，能准确地测定温度、空气湿度、光照、土壤含 水量，从而降低成本。同时根据不同农作物的生长条件设定温度、光照、空气湿度及土壤含 水量的值，更适合于小型农户的种植规模及成本，可以为企业带来很大的经济效益。更能够 为占我国人口大多数的农户节省、解放劳力，提高其综合收入。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实 用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各 种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求一种小型种植大棚智能测控系统，用于监测并调节种植大棚内的环境参数，其特征是，包括多个监测装置，用于监测种植大棚内的环境参数；模拟/数字转换器，电性连接于这些监测装置，用于将监测装置输出的模拟信号转换成数字信号；控制中心，电性连接至上述模拟/数字转换器，接收上述数字信号，显示对应的实际值，并根据上述实际值输出驱动信号；显示装置，电性连接至上述控制中心，用于显示上述实际值；以及多个调节装置，电性连接至上述控制中心，用于根据上述驱动信号开启或关闭以调节种植大棚内的环境，其中上述控制中心为单片机，上述模拟/数字转换器输出数字信号至单片机的P0口。
2.根据权利要求1所述的小型种植大棚智能测控系统，其中这些监测装置包括温度传 感器、光电池、湿度传感器或用于探测土壤含水量的探针。
3.根据权利要求1所述的小型种植大棚智能测控系统，其中上述单片机采用AT89S52 微控制器。
专利摘要本实用新型提出一种小型种植大棚智能测控系统，用于监测并调节种植大棚内的环境参数，包括多个监测装置；控制中心，接收数字信号，显示对应的实际值并根据实际值输出驱动信号；显示装置用于显示实际值；多个调节装置，用于根据驱动信号开启或关闭以调节种植大棚内的环境。其中控制中心为单片机，模拟/数字转换器输出数字信号至单片机的P0口。本实用新型提出的小型种植大棚智能测控系统，采用单片机技术为核心，实现温度、光照、空气湿度、土壤含水量的智能测定，并能显示于仪器的数码管上，通过合理配置检测电路和软件，使之较其他技术具有更好稳定性和可靠性，成本较低。
文档编号G05D23/19GK201638091SQ200920212909
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者周莉敏, 孙福龙, 孙雯婷, 徐晓丽, 梁森, 王海群, 童剑锋, 黄莉敏 申请人:上海电机学院