專利名稱：小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能測(cè)控系統(tǒng)，且特別涉及一種農(nóng)業(yè)用的智能監(jiān)控測(cè)控系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
使用塑料大棚來種植蔬菜、花卉，其內(nèi)部溫度、濕度易于調(diào)節(jié)，不受四季變化的限 制，越來越多的小型或大型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)利用塑料大棚。如何讓機(jī)器控制塑料大棚內(nèi)的各 種參數(shù)，已經(jīng)越來越為人們所重視。隨著電腦、網(wǎng)絡(luò)、傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，利用這些技術(shù) 來進(jìn)行塑料大棚內(nèi)的環(huán)境調(diào)節(jié)已經(jīng)被深入研究。目前已知的全自動(dòng)控制裝置均為利用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接溫、 濕度傳感器等各種傳感器，數(shù)字輸入輸出卡分別于棚頂開啟裝置、手/自動(dòng)切換裝置相連 接，能準(zhǔn)確采集并自動(dòng)處理和保存數(shù)據(jù)，集中、統(tǒng)一管理和控制，有效避免控制機(jī)構(gòu)的頻繁 動(dòng)作。但是，這種技術(shù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性不高、成本較高的問題，而且其大多是利用在大 型的蔬菜培植生產(chǎn)中，小型農(nóng)戶出于成本的考慮，大多數(shù)還是停留在人力種植，憑感覺控制 蔬菜種植環(huán)境的階段。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，采用單片機(jī)技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn) 溫度、光照、空氣濕度、土壤含水量的智能測(cè)定，并能顯示于儀器的數(shù)碼管上，通過合理配置 檢測(cè)電路和軟件，使之較其他技術(shù)具有更好穩(wěn)定性和可靠性，成本較低。為了達(dá)到目的，本實(shí)用新型提出一種小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)并調(diào) 節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，包括用于監(jiān)測(cè)種植大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)的多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置；電性 連接于這些監(jiān)測(cè)裝置的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于將監(jiān)測(cè)裝置輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 號(hào)；電性連接至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的控制中心，接收數(shù)字信號(hào)，顯示對(duì)應(yīng)的實(shí)際值，并根據(jù) 實(shí)際值輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；電性連接至控制中心的顯示裝置，用于顯示實(shí)際值；，電性連接至控 制中心的多個(gè)調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)開啟或關(guān)閉以調(diào)節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境。其中控 制中心為單片機(jī)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字信號(hào)至單片機(jī)的PO 口。進(jìn)一步說，其中這些監(jiān)測(cè)裝置包括溫度傳感器、光電池、濕度傳感器或用于探測(cè)土 壤含水量的探針。進(jìn)一步說，其中單片機(jī)采用AT89S52微控制器。本實(shí)用新型提出的小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)電路、單片機(jī)外圍電路簡單， 利用單片機(jī)完善的配置及其C語言編程功能，能準(zhǔn)確地測(cè)定溫度、空氣濕度、光照、土壤含 水量，從而降低成本。同時(shí)根據(jù)不同農(nóng)作物的生長條件設(shè)定溫度、光照、空氣濕度及土壤含 水量的值，更適合于小型農(nóng)戶的種植規(guī)模及成本，可以為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。更能夠 為占我國人口大多數(shù)的農(nóng)戶節(jié)省、解放勞力，提高其綜合收入。
圖1所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)的裝置方塊圖。圖2和圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)的電路圖。圖4所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中控制中心控制大棚溫度的程序步驟示意圖。圖5所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)控制大棚濕度的程序 步驟示意圖。圖6所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)控制大棚濕度的程序 步驟示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更了解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實(shí)施例并配合所附圖式說明如下。請(qǐng)參考圖1，圖1所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)的裝置方 塊圖。種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)100是用于監(jiān)測(cè)種植大棚(圖未示)中的環(huán)境參數(shù)，并利 用單片機(jī)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)各種參數(shù)的調(diào)節(jié)裝置改變種植 大棚中的環(huán)境參數(shù)。監(jiān)測(cè)裝置10包括溫度傳感器11、光電池12、濕度傳感器13、探針14等用于探測(cè)種 植大棚中的溫度、光照、濕度以及土壤含水量的監(jiān)測(cè)裝置。這些監(jiān)測(cè)裝置需要根據(jù)所監(jiān)測(cè)的 環(huán)境參數(shù)的性質(zhì)放置在種植大棚中的不同地點(diǎn)，例如探針14為多個(gè)且插入不同位置的土 壤之中，光電池12需要放置在能夠接收到光照的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)需要決定 這些監(jiān)測(cè)裝置的放置位置，本實(shí)用新型不予限定。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠根據(jù)需要放 置監(jiān)測(cè)其他環(huán)境參數(shù)的感測(cè)裝置。監(jiān)測(cè)裝置10中的各種傳感器可以采用模擬輸出或是數(shù)字輸出，本實(shí)施例中采用 的均是模擬輸出的傳感器，監(jiān)測(cè)裝置10電性連接至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)20，將 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以模擬信號(hào)的方式傳遞至A/D轉(zhuǎn)換器20。A/D轉(zhuǎn)換器20電性連接至控制中心30，控制中心30包括存儲(chǔ)器31，儲(chǔ)存有顯示 程序和控制程序。值得注意的是，本實(shí)用新型中控制中心為價(jià)格低廉的單片機(jī)，例如是采用 AT89S52微控制器，AT89S52是一種低功耗、高性能的八位微控制器，具有8k的系統(tǒng)可編程 存儲(chǔ)器，技術(shù)人員能夠根據(jù)需要通過C語言編寫溫度、光照、空氣濕度、土壤含水量的顯示 程序和控制程序，固化在存儲(chǔ)器中，從而讓單片機(jī)能夠執(zhí)行相應(yīng)的功能?？刂浦行?0電性連接顯示裝置40和驅(qū)動(dòng)裝置50。顯示裝置40在顯示程序的驅(qū) 動(dòng)下，實(shí)時(shí)顯示種植大棚中的各種環(huán)境參數(shù)。驅(qū)動(dòng)裝置50連接至多個(gè)調(diào)節(jié)裝置，例如是調(diào) 節(jié)溫度的風(fēng)扇、暖風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)空氣濕度與土壤含水量的噴水閥，調(diào)節(jié)光照的遮陽布，驅(qū)動(dòng)裝 置50在接收到控制中心的控制信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)這些調(diào)節(jié)裝置對(duì)種植大棚的環(huán)境進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2和圖3為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)的電路圖。如圖2所示，A/D轉(zhuǎn)換器20采用ADC0809轉(zhuǎn)換芯片，溫度傳感器11、光電池12、濕 度傳感器13、探針14分別連接ADC0809的輸入接腳，ADC0809的輸出接腳連接至單片機(jī)(控 制中心30)的P0. 0 P0. 7接腳(如圖3所示)。因此，溫度傳感器11、光電池12、濕度傳 感器13、探針14輸出的模擬數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，傳遞至單片機(jī)中。[0023]如圖3所示，控制中心30將ADC0809轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)讀進(jìn)單片機(jī)的P0. 0 P0. 7
接腳，顯示程序根據(jù)實(shí)際值和數(shù)字信號(hào)的高低電平的關(guān)系，將數(shù)字信號(hào)的檢測(cè)電平值對(duì)應(yīng) 至環(huán)境參數(shù)的實(shí)際值，并在數(shù)碼管上顯示實(shí)際值。驅(qū)動(dòng)程序用以判斷實(shí)際值與設(shè)定值的大 小，如果實(shí)際值不等于設(shè)定值，那么將驅(qū)動(dòng)相應(yīng)調(diào)節(jié)對(duì)象調(diào)節(jié)溫度、光照、空氣濕度、土壤含 水量到設(shè)定值。表1 4表示顯示程序中所設(shè)定的溫度、空氣濕度、光照度、土壤含水量實(shí)際值與 數(shù)字信號(hào)高低電平的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以進(jìn)行多次試驗(yàn)得到輸出電壓 的數(shù)據(jù)，并制作對(duì)應(yīng)表格。 表1溫度數(shù)據(jù)采集表 表2空氣濕度數(shù)據(jù)采集表 表3光照度數(shù)據(jù)采集表[0032] 表4 土壤含水量數(shù)據(jù)采集表請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，數(shù)碼管采用靜態(tài)掃描顯示，單片機(jī)的P2 口輸出選擇信號(hào)，通過兩 塊74HC138組成的4線-16線譯碼器譯碼成片選信號(hào)，分別與74HC574鎖存器的芯片選擇 端相連，當(dāng)某位片選信號(hào)輸出有效電平時(shí)，從P2 口輸出七段碼a h，再由該片選所接通的 八個(gè)D鎖存器輸出到數(shù)碼管上顯示；在顯示方式上，溫度、光照、空氣濕度、土壤含水量分別 用兩位數(shù)字顯示(十位、個(gè)位)。單片機(jī)(控制中心30)片選驅(qū)動(dòng)電路控制信號(hào)鎖存器，通過高低電平驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)裝 置，如噴水閥、遮陽布等等，而且在控制對(duì)象與高低電平之間通過光耦進(jìn)行隔離。圖4所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中控制中心控制大棚溫度的程序步驟示意圖。 單片機(jī)(控制中心30)的PO接口接收A/D轉(zhuǎn)換器傳遞的溫度電平并在顯示裝置上顯示出實(shí) 際值、；比較實(shí)際值、與設(shè)定溫度值t2的大??；當(dāng)實(shí)際值、大于設(shè)定溫度值t2，驅(qū)動(dòng)程序 輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)至風(fēng)扇，打開風(fēng)扇進(jìn)行散熱，當(dāng)實(shí)際值、小于設(shè)定溫度值t2，則驅(qū)動(dòng)程序輸出 驅(qū)動(dòng)信號(hào)至暖風(fēng)機(jī)，打開暖風(fēng)機(jī)升高氣溫；持續(xù)監(jiān)測(cè)溫度，當(dāng)實(shí)際值、等于設(shè)定溫度值t2， 關(guān)閉暖風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇，顯示實(shí)際值、。圖5所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)控制大棚濕度的程序 步驟示意圖。其步驟與溫度調(diào)節(jié)步驟幾乎相似，僅在于使用的調(diào)節(jié)裝置類型不同，當(dāng)實(shí)際值 K >設(shè)定濕度b2，則打開暖風(fēng)機(jī)，減少濕度，當(dāng)實(shí)際值Id1 <b2，則打開噴水閥，增加濕度。圖6所示為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)控制大棚濕度的程序 步驟示意圖。其步驟與溫度調(diào)節(jié)步驟幾乎相似，僅在于使用的調(diào)節(jié)裝置類型不同，當(dāng)實(shí)際值 C1 >設(shè)定照明度C2，則打開遮陽布，降低照明度，當(dāng)實(shí)際值C1 < C2，則關(guān)閉遮陽布，提高照明 度。本實(shí)用新型提出的小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)電路、單片機(jī)外圍電路簡單， 利用單片機(jī)完善的配置及其C語言編程功能，能準(zhǔn)確地測(cè)定溫度、空氣濕度、光照、土壤含 水量，從而降低成本。同時(shí)根據(jù)不同農(nóng)作物的生長條件設(shè)定溫度、光照、空氣濕度及土壤含 水量的值，更適合于小型農(nóng)戶的種植規(guī)模及成本，可以為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。更能夠 為占我國人口大多數(shù)的農(nóng)戶節(jié)省、解放勞力，提高其綜合收入。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型。本實(shí) 用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各 種的更動(dòng)與潤飾。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，其特征是，包括多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)種植大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電性連接于這些監(jiān)測(cè)裝置，用于將監(jiān)測(cè)裝置輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；控制中心，電性連接至上述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，接收上述數(shù)字信號(hào)，顯示對(duì)應(yīng)的實(shí)際值，并根據(jù)上述實(shí)際值輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；顯示裝置，電性連接至上述控制中心，用于顯示上述實(shí)際值；以及多個(gè)調(diào)節(jié)裝置，電性連接至上述控制中心，用于根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)開啟或關(guān)閉以調(diào)節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境，其中上述控制中心為單片機(jī)，上述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字信號(hào)至單片機(jī)的P0口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，其中這些監(jiān)測(cè)裝置包括溫度傳 感器、光電池、濕度傳感器或用于探測(cè)土壤含水量的探針。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，其中上述單片機(jī)采用AT89S52 微控制器。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)并調(diào)節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，包括多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置；控制中心，接收數(shù)字信號(hào)，顯示對(duì)應(yīng)的實(shí)際值并根據(jù)實(shí)際值輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)；顯示裝置用于顯示實(shí)際值；多個(gè)調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)開啟或關(guān)閉以調(diào)節(jié)種植大棚內(nèi)的環(huán)境。其中控制中心為單片機(jī)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字信號(hào)至單片機(jī)的P0口。本實(shí)用新型提出的小型種植大棚智能測(cè)控系統(tǒng)，采用單片機(jī)技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)溫度、光照、空氣濕度、土壤含水量的智能測(cè)定，并能顯示于儀器的數(shù)碼管上，通過合理配置檢測(cè)電路和軟件，使之較其他技術(shù)具有更好穩(wěn)定性和可靠性，成本較低。
文檔編號(hào)G05D23/19GK201638091SQ200920212909
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者周莉敏, 孫福龍, 孫雯婷, 徐曉麗, 梁森, 王海群, 童劍鋒, 黃莉敏 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院