基于單片機的溫室智能控制器硬件電路設計

　　近年來(lái)，溫室環(huán)境控制在國內外得到了相應的研究和應用。國內現有的智能溫室系統硬件大部分從國外引進(jìn)，國外的系統是經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展和完善，在技術(shù)上是比較成熟與先進(jìn)的。但在我國的應用中出現了一些問(wèn)題，如體積大、能耗大、溫室降溫較差、在我國使用不適應。從經(jīng)濟效益上看，因其設備投資大，運行費用高，普遍虧損。“林木種苗工廠(chǎng)化生產(chǎn)環(huán)境控制設備與自動(dòng)化控制集成應用研究示范”是我們自主開(kāi)發(fā)的智能溫室監控系統，該系統對于實(shí)現農業(yè)精細化、自動(dòng)化生產(chǎn)，提高農業(yè)生產(chǎn)的效率與農產(chǎn)品的質(zhì)量有一定的促進(jìn)作用。

　　溫室控制系統硬件設計

　　硬件系統設計盡可能選擇典型電路，并符合單片機的常規用法，為硬件系統的標準化、模塊化打下良好基礎。硬件結構結合應用軟件方案一并考慮，硬件結構與軟件方案會(huì )產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是： 軟件能實(shí)現的功能盡可能由軟件來(lái)實(shí)現，以簡(jiǎn)化硬件結構。但必須注意，由軟件實(shí)現的功能，其響應時(shí)間要比直接用硬件實(shí)現來(lái)得長(cháng)，而且占用CPU 時(shí)間。因此，選擇方案時(shí)，要考慮到這些因素，整個(gè)系統中相關(guān)的器件要盡可能做到匹配。

　　電源電路設計

　　電源電路的主要功能是提供采集模塊和控制模塊的芯片電能供給。需求有單片機所需數字電壓3. 3v，傳感器所需電壓5v、12v。以及模擬保護電壓3. 3av。具體電路如圖2 所示。

　　圖2 電源設計電路圖

　　RS485 通信接口電路設計

　　RS 485 接口電路的主要功能是將來(lái)自微處理器的發(fā)送信號TXD 通過(guò)“發(fā)送器”轉換成通訊網(wǎng)絡(luò )中的差分信號，也可以將通訊網(wǎng)絡(luò )中的差分信號通過(guò)“接收器”轉換成被微處理器接收的RXD 信號。任一時(shí)刻，RS － 485 收發(fā)器只能夠工作在“接收”或“發(fā)送”兩種模式之一，因此，必須為RS － 485 接口電路增加一個(gè)收/發(fā)邏輯控制電路。在實(shí)際應用中，電路中光耦器件的響應速率將會(huì )影響RS － 485 電路的通訊速率。因而，可根據具體需要選用響應速度較快的光耦器件6N136。6N136 是日本東芝公司生產(chǎn)的具有優(yōu)良特性的光電耦合器件，封裝了一個(gè)高度紅外發(fā)光管和光敏三極管。6N136 具有體積小、壽命長(cháng)、抗干擾性強、隔離電壓高、高速度、與TTL 邏輯電平兼容等優(yōu)點(diǎn)。具體電路如圖3 所示。

　　圖3 RS － 485 接口電路圖