設施農業(yè)中溫度動(dòng)態(tài)測控系統的設計

摘要：設計了一種用于設施農業(yè)的溫度動(dòng)態(tài)測控系統，用AT89C51單片機作為測控核心部件，數字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集模塊。溫度傳感器將采集到的數據送給單片機處理，單片機通過(guò)對采集到的溫度數據與標準值進(jìn)行比較，進(jìn)而控制外圍繼電器電路工作，從而實(shí)現對環(huán)境溫度的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測與控制。
關(guān)鍵詞：設施農業(yè)；溫度；動(dòng)態(tài)測控；設計

現代設施農業(yè)是集生物技術(shù)、工程技術(shù)、環(huán)境技術(shù)為一體的一種高技術(shù)、高效益的現代化農業(yè)生產(chǎn)方式。是農業(yè)產(chǎn)業(yè)調整，適應市場(chǎng)經(jīng)濟發(fā)展、提高土地資源利用率的有效途徑。目前，一些發(fā)達國家在設施農業(yè)設備和配套技術(shù)方面均已形成了完整的體系，其現代化溫室能根據作物對環(huán)境的不同需要，由微型計算機對設施內的溫度、光照、濕度、空氣成分等環(huán)境因子進(jìn)行自動(dòng)監測和調控，可實(shí)現溫室作物全天候、周期性的高效生產(chǎn)，并逐步向溫室管理的數字化、智能化發(fā)展。
我國特別是西北地區雖然地廣物豐，但由于土地的沙漠化比較嚴重，導致可利用的土地資源越來(lái)越少，因此土地資源的高效利用問(wèn)題也越來(lái)越突出，加快發(fā)展設施農業(yè)是解決問(wèn)題的最有效途徑。對設施農業(yè)環(huán)境中的各項環(huán)境因素進(jìn)行檢測和控制，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。溫度是設施環(huán)境中最重要的因素，因而對設施農業(yè)環(huán)境中的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與自動(dòng)控制就顯得尤為重要。

1 系統總體方案
系統設計方案原理如圖1所示。分為6個(gè)模塊：微處理器模塊、溫度采集模塊、數據輸入模塊、處理與控制模塊、電源模塊、顯示與報警模塊。以AT89C51單片機為核心，通過(guò)溫度傳感器DS18B20采集設施環(huán)境中的溫度值，系統對采樣值與標準值進(jìn)行比較處理，根據處理結果實(shí)現溫度的實(shí)時(shí)顯示、控制、報警提示等功能。采用AT89C51單片機與數字溫度傳感器DS18B20組合實(shí)現對環(huán)境溫度的檢測與控制不僅具有控制方便、系統電路簡(jiǎn)單、靈活性強等特點(diǎn)，而且還可以提高溫度參數的控制精度。

2 各單元模塊選擇與設計
2．1 微處理器模塊
微處理器模塊的主要任務(wù)是完成對采集來(lái)的溫度數據與設定的標準溫度值范圍的比較處理。該模塊選用AT89C51單片機，該單片機性?xún)r(jià)比高，結構簡(jiǎn)單，應用廣泛，外部I／O資源少但處理速度快，能夠滿(mǎn)足本系統所要實(shí)現的控制功能的要求。