一种基于单片机的小型温室大棚控制系统的制作方法

本发明涉及一种小型温室大棚控制系统的改进，特别是一种能够实时、准确的显示温室环境温湿度以及对温室温湿度控制，同时电路简单、实时性好、功能完善、可靠性高和抗干扰能力强、运算速度快、简单实用、成本低的基于单片机的小型温室大棚控制系统。

背景技术：

现代农业生产离不开环境控制，其中最重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，而现有的温室控制系统适用于大型的企业化温室大棚的应用，成本很高。所以在农村大多数小型温室大棚依然采用传统的控制方法是用毛发湿度表、酒精温度计等进行人工测量，再对不符合的温度、湿度、光照度通过在温室大棚进行灌溉、降温、遮光等控制操作来调节，这种人工测控的方法费时费力、效率低、且无法保证测量的连续性，测量的误差大、随机性大，随意性强，已不符合现代农业生产的需求。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种能够满足小型温室的实时性、多功能和多目标协调控制等要求，同时具有电路简单、实时性好、功能完善、可靠性高和抗干扰能力强等特点；其运算速度快、抗干扰能力强、简单实用、成本低，能够实时、准确的显示温室环境温湿度以及对温室温湿度控制的基于单片机的小型温室大棚控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用一种基于单片机的小型温室大棚控制系统，包括：控制电路、人机交互电路、检测电路、保护电路、执行模块和温室大棚，所述人机交互电路、检测电路、保护电路和执行模块均与控制电路电连接；所述检测电路和执行模块均设置在温室大棚内；工作时，检测电路检测温室大棚内的温湿度，然后将信号发送至控制电路内，通过与控制电路内预设的温湿度值的上下限进行对比，并人机交互电路将测得的温湿度进行实时显示，然后控制电路根据对比的结果对执行模块发出相应的指令对调节温室大棚内的温湿度状态，当检测电路检测到的温湿度不在预设值的上下限范围内，则保护电路报警，实现了对温室大棚温湿度的自动控制。

优选的，所述控制电路包括：MCU控制核心电路和控制单元电路；所述MCU控制核心电路用于对实时数据进行对比和发布指令；所述控制单元电路用于对执行模块的控制。

优选的，所述人机交互电路包括：LCD显示模块、按键模块和LED模块；所述LCD显示模块、按键模块和LED模块均与控制电路电连接；所述LCD显示模块用于实时显示温室环境温湿度以及预设值；所述按键模块为路独立式按键模块，用于预设对系统温湿度上下限设置；所述LED模块设有红灯和绿灯，用于对系统工作状况进行指示，系统正常运行绿灯亮，反之红灯亮。

优选的，所述检测电路包括：温度检测电路和湿度检测电路；所述温度检测电路和湿度检测电路均与控制电路电连接；所述温度检测电路为单总线数字温度传感器；所述湿度检测电路为单总线数字湿度传感器。

优选的，所述保护电路内设有故障报警信号输出口和超温断电保护装置。

优选的，所述执行模块包括：执行电路、通风系统、加热系统和加湿系统，所述执行电路分别与控制电路、通风系统、加热系统和加湿系统电连接；通过控制电路对执行电路发出指令，执行电路启动通风系统、加热系统和加湿系统调节大棚内的温湿度状态。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种基于单片机的小型温室大棚控制系统，能够满足小型温室的实时性、多功能和多目标协调控制等要求，同时具有电路简单、实时性好、功能完善、可靠性高和抗干扰能力强等特点；其运算速度快、抗干扰能力强、简单实用、成本低，能够实时、准确的显示温室环境温湿度以及对温室温湿度控制。

附图说明

附图1为本发明所述的基于单片机的小型温室大棚控制系统的结构示意图。

附图2为本发明所述的检测电路图。

附图3为本发明所述的人机交互电路中LED模块的电路图。

附图4为本发明所述的人机交互电路中LCD显示模块的电路图。

附图5为本发明所述的控制电路中MCU控制核心电路的电路图。

附图6为本发明所述的控制电路中控制单元电路的电路图。

附图7为本发明所述的保护电路图。

其中：1、控制电路；2、人机交互电路；3、检测电路；4、保护电路；5、执行模块；6、温室大棚；21、LCD显示模块；22、按键模块；23、LED模块；31、温度检测电路；32、湿度检测电路；51、执行电路；52、通风系统；53、加热系统；54、加湿系统。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图7，本发明实施例包括：

一种基于单片机的小型温室大棚控制系统，包括：控制电路1、人机交互电路2、检测电路3、保护电路4、执行模块5和温室大棚6，所述人机交互电路2、检测电路3、保护电路4和执行模块5均与控制电路1电连接；所述检测电路3和执行模块5均设置在大棚6内；工作时，检测电路3检测温室大棚6内的温湿度，然后将信号发送至控制电路1内，通过与控制电路1内预设的温湿度值的上下限进行对比，并人机交互电路2将测得的温湿度进行实时显示，然后控制电路1根据对比的结果对执行模块5发出相应的指令对调节温室大棚6内的温湿度状态，当检测电路3检测到的温湿度不在预设值的上下限范围内，则保护电路4报警，实现了对温室大棚6温湿度的自动控制。

所述控制电路1包括：MCU控制核心电路和控制单元电路；所述MCU控制核心电路用于对实时数据进行对比和发布指令；所述MCU控制核心电路为STC89C52单片机，最小系统包括复位电路，晶振电路；所述控制单元电路用于对执行模块的控制；所述控制单元电路采用三路带光耦隔离的继电器驱动电路，完成加热加湿通风系统的控制使控制；当检测到的温度低于预设温度时，加热系统启动，对温室环境升温；当检测到的湿度低于预设值，加湿系统启动，对温室环境增湿；当检测的温度或湿度高于预设值，通风系统启动，对温室降温或降湿。这种方法的控制系统更加稳定，响应更快速；同时，可通过无线遥控人为控制加热、加湿、通风以及照明。

所述人机交互电路2包括：LCD显示模块21、按键模块22和LED模块23；所述LCD显示模块21、按键模块22和LED模块23均与控制电路1电连接；所述LCD显示模块21用于实时显示温室环境温湿度以及预设值；所述LCD显示模块21采用液晶LCD1602实时显示温室环境温湿度以及预设值；LCD显示定时关闭背光，使系统功耗更低；所述按键模块22为4路独立式按键模块，用于预设对系统温湿度上下限设置，电路中输入口并联一个电阻一个电容对信号滤波，硬件消除按键抖动，使系统更加稳定、灵敏；所述LED模块23设有红灯和绿灯，用于对系统工作状况进行指示，系统正常运行绿灯亮，反之红灯亮。

所述检测电路3包括：温度检测电路31和湿度检测电路32；所述温度检测电路31和湿度检测电路32均与控制电路电连接；所述温度检测电路31为单总线数字温度传感器DS18B20，用于测量温室环境温度，其独特的单线接口方式，在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与温度传感器DS18B20的双向通讯,测量结果以9～12位数字量方式串行传送,测温范围 －55℃～+125℃，固有测温误差0.5℃；所述湿度检测电路32为单总线数字湿度传感器DHT11，所述湿度传感器DHT11传感器包括：电阻式感湿元件和NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接,拥有专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，单总线数字信号输出，测量范围20%RH～90%RH,分辨率1%RH。

所述保护电路4内设有故障报警信号输出口和超温断电保护装置；所述故障报警包括超温、超湿报警、低温警告和干燥警告。

所述执行模块5包括：执行电路51、通风系统52、加热系统53和加湿系统54，所述执行电路51分别与控制电路1、通风系统52、加热系统53和加湿系统54电连接；通过控制电路1对执行电路51发出指令，执行电路51启动通风系统52、加热系统53和加湿系统54调节温室大棚6内的温湿度状态。

本发明的有益效果是：本发明所述的一种基于单片机的小型温室大棚控制系统，能够满足小型温室的实时性、多功能和多目标协调控制等要求，同时具有电路简单、实时性好、功能完善、可靠性高和抗干扰能力强等特点；其运算速度快、抗干扰能力强、简单实用、成本低，能够实时、准确的显示温室环境温湿度以及对温室温湿度控制。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。