采集与处理的实时化；为了保证实时地检测温室内环境的变化，数据采集与处理要满足一定的时间限制，以便能实时做出评价，采取相应的控制措施，抵御自然灾害的袭击，预防意外事故发生。
[0027]4.功能的易扩充性；设计采用面向对象机制和模块化结构设计，在不需改动系统结构的情况下，容易增加新的模块，使系统的功能扩充容易、方便。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的温室大棚智能监控系统实施例1的总体结构示意图；
[0029]图2是本发明的温室大棚智能监控系统实施例1的主要硬件组成图；
[0030]图3是本发明的温室大棚智能监控系统实施例2的主要硬件组成图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明；如图1示，整个系统采用STC89C58RD+单片机为处理核心，通过温室现有的各种传感器检测温室的温度、湿度、光照度等环境因素，经由控制系统的8路模拟量、数字量输入接口传输到CPU中，并与系统设定值进行比较、判断、处理以及相关数据的存储。然后将CPU处理后各种控制结果通过16路开关量输出口传送到电机和电磁阀等执行机构上，从而实现对温室的控制。温室独立控制系统上还包扩各种人机界面和数据传输接口，实现了人机交换方式以及实时参数的设定。本控制系统采用宏晶科技公司生产STC51系列单片机控制器(STC89C58RD+)。该单片机具有强加密性，无法解密，具有超强的抗干扰性能，且芯片内部自带看门狗。STC89C58RD+单片机最高时钟频率为O?80MHz，32k的Flash存储器、1280字节的RAM、拥有P4 口适合需要多I/O的系统设计、16k字节的E2PR0M可以提供比其它单片机更多的存储空间。其不需要依靠任何烧录器，直接通过电脑上的串口以ISP方式进行烧录。这种单片机的烧录方式操作简单容易，程序的调试灵活，修改方便，且不受地域、时间和环境的影响和限制，可为以后产品的改进和升级提供方便。
[0032]如图2所示，本发明的实施例1的主要硬件组成图，整个系统采用模块化设计，硬件结构由传感器和单片机、控制装置组成，传感器将物理参量转换为电压并完成信号的调理，再送人模数转换器ADC0809，由下位单片机AT89S51读取，单片机将数据通过485总线送给上位机，上位机设有显示功能，根据预先设置的参数决定要采取的措施，并将信息传给下位机，由下位机控制通风和喷灌装置，也可以通过键盘强制控制。智能温室大棚控制系统的组成基于两个方面:单栋温室大棚控制系统和集约化生产连栋温室大棚控制系统。后者建立在前者的基础上，前者适于我国农村个体经营的现状。对于单栋温室大棚控制系统，设置了独立的控制和显示等功能，并设置了 RS-232和RS-485通讯接口，便于和上位机通信，实现集散控制系统；另外，在设计过程中考虑到农生产的特点，每个系统的各部分接口都作了模块化设计，并增加备用接口和功能，便于大棚生产重建和生产场地的变化，也增加了系统的通用性，扩大了适用范围。
[0033]图3是本发明的温室大棚智能监控系统实施例2的主要硬件组成图；系统由3部分组成:(1)信号转换部分。其功能为通过传感器拾取温室大棚内的温度、湿度、光照度和二氧化碳浓度信号，以满足数据采集卡对信号的要求；(2)信号采集分析处理和控制部分。其功能为实现数据采集，对采集数据进行分析加工处理，输出相应的控制信号；(3)伺服机构部分。其功能是执行相应的控制命令。
[0034]单片机软件设计，它的主要功能模块有:采集模块、控制模块、通讯模块。
[0035]1.采集模块；采集模块主要完成对ADC0809的通道的控制和转换结果的读取，并将结果暂存人数据区。通过对AT89S51定时器TO的计数实现定时，每15min采集I次，用定时器T，定时来确定三个参量的采集时间间隔，定为0.50s。温室内布置有温度、湿度、土壤水分、光照传感器、温度传感器将采集的信号送到89C51内的定时器TO的输入端，通过对定时器TO的计数，实现温度的采集；度、土壤水分、光照传感器采集的电压值分别通过校正，转换为标准的O V -5 V电压，送到ADC0809的输入端，再经过数模转换，变换为数字信号，送到89C51。由于传感器、AD⑶809的采集、转换速度快，一分钟内可以采集成千上万条数据，温室内环境因子变化没有这么快，在实际应用中，没有必要对这些数据都进行处理，所以要对采集的周期加以控制。本实验每五分钟采集一次温度、湿度、土壤水分、光照传感器，将采集值送到89C51。
[0036]2.控制模块；控制模块分温度控制、空气湿度控制、光照控制、土壤湿度控制。根据不同的控制要求，发出不同的控制信号，通过继电器、行程开关、电机，控制开关窗、屋顶喷淋、遮阳网、滴灌，达到实时控制的要求控制模块实现对通风和喷灌装置的控制，当接收到上位机的控制信号时，将相应的引脚置零即可开通通风和喷灌装置。控制模块分温度控制、湿度控制、光照控制，当温室内的温度高于设定的温度上限时，通过开窗装置开窗通风，喷淋装置在屋顶上喷淋，达到温室降温的目的，当温室内的温度低于设定的温度下限时，通过关窗来实现保温目的。湿度的控制同样是通过开关窗和温室内喷淋来实现光照控制是通过遮阳网来实现，当太阳的光照强度高于设定的光照值时，关遮阳网，低于设定的值，开遮阳网，滴灌控制是当土壤水分传感器的值低于设定的值时，打开滴灌装置进行灌溉。
[0037]3.通信模块；通讯模块可将采集到的参量传到上位机，并接收上位机发来的控制信息。实现上位机和单片机之间的通信，便于用户远程管理，单片机将采集的数据和控制装置当前的状态信息通过RS-485送到上位机，实现信息的上传。通讯模块首先需要初始化设置，设置串口的工作方式、波特率、定时器的工作方式，设置串口中断位和全局中断位。其次设置传输数据的帧格式，向上位机发送的数据有温度、湿度、光照、当前设备的状态等，不同的数据之间需要有区分标志，在数据区的头部加上联络标志和结束标志；接收到上位机的数据有各种控制信号，在各个控制信号间有区分标志，同样在数据区的头尾有标志信号，目的是区分是有效数据还是误码。如果是误码，则不处理，不执行控制处理程序，直接退出中断；如果是有效数据，则接收，并根据控制信号进行操作，向控制部件发送命令，控制开关窗、遮阳网等部件，达到实时控制的目的。最后在主程序中，使用顺序方式向微机发送数据；使用中断方式接受微机发来的数据。
[0038]温室大棚自动控制系统是配备有温室环境控制系统的资源集约型高效农业生产方式，它在调控温室内小气候环境以适应作物生长发育要求的同时，不仅实现了作物的反季节生产，还提高了作物的质量以及作物生产的效率。近年来随着传感器技术、计算机技术、网络技术、智能控制技术以及生物技术等高新技术和手段的飞速发展，带来了温室环境控制方面的一场革命。温室环境控制系统正在不断吸收相关领域新的理论和方法，结合温室作物种植的特点，不断创新，逐步完善。
[0039]综上所述，以上说明书文字与附图仅为对本发明的解释和说明，不以任何形式对本发明构成限制和限定，本发明的范围以权利要求书为准，一切不超出本发明宗旨的显而易见的修改、变换和替代方案均在本发明范围内。
【主权项】
1.一种温室大棚智能监控系统，其特征在于，包括传感器、单片机控制装置和上位机控制装置。
2.根据权利要求1所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、土壤分析传感器和C02传感器。
3.根据权利要求1所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，所述单片机控制装置包括ADC0809数模转换、单片机89C51、继电器和侍服电机。
4.根据权利要求1所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，所述单片机包括采集模块、控制模块和通讯模块；
5.根据权利要求4所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，采集模块完成对ADC0809的通道的控制和转换结果的读取，并将结果暂存人数据区。
6.根据权利要求4所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，控制模块包括温度控制、空气湿度控制、光照控制、土壤湿度控制。根据不同的控制要求，发出不同的控制信号，通过继电器、行程开关、电机、控制开关窗、屋顶喷淋、遮阳网、滴灌，达到实时控制的要求。
7.根据权利要求4所述的温室大棚智能监控系统，其特征在于，通讯模块将采集到的参量传到上位机，并接收上位机发来的控制信息；实现上位机和单片机之间的通信，便于用户远程管理，单片机将采集的数据和控制装置当前的状态信息通过RS-485送到上位机，实现信息的上传。
【专利摘要】本发明提出的一种温室大棚智能监控系统，包括传感器、单片机控制装置和上位机控制装置；该发明其具有以下优势：信号监测的多元化，监控信号有温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度等多种不同类型的信号，并且同一种类型的信号又有若干多个检测点；信号监测的连续化，对温室内多种环境参数信息的检测是一个动态的连续过程；数据采集与处理的实时化，以便能实时做出评价，采取相应的控制措施，抵御自然灾害的袭击；功能的易扩充性，系统采用面向对象机制和模块化结构设计，在不改动系统结构的情况下，容易增加新的模块，使系统的功能扩充容易、方便。
【IPC分类】G05D27-02
【公开号】CN104571225
【申请号】CN201310499693
【发明人】杜菁
【申请人】镇江石鼓文智能化系统开发有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月22日