蔬菜大棚智能控制系统设计本科论文答辩PPT

1、n学生：张建波n导师：王玉萍n时间：2013年5月9日大棚智能控制电路总体设计3绪论1蔬菜大棚总体控制方案设计2大棚智能控制的实现4结论与探讨56目录1.1 选题依据 蔬菜大棚智能控制技术它是综合性非常强的一门技术，它是当代农业生物学技术、环境工程学技术、自动控制技术、计算机网路技术、管理科学技术等多种技术的综合起来的应用，他的主要目的是用来改善环境条件使农作物生长在最佳的环境状态，从而达到调节农作物的产期，并且促使它的生长发育，降低病虫害的发生进而使农作物的质量、产量等得到大幅度提升的目的。 因此，研究开发设计一套适合我国国情、效率高、成本低、并且具有独立性知识产权的蔬菜大棚智能控制系统非常

2、重要。 蔬菜大棚智能控制系统与传统蔬菜大棚控制方式相比，现实意义重大。首先，可以实现对农作物生长环境的精确控制，促使农作物生长，提高农作物产量；其次，可以提高蔬菜大棚控制的自动化水平。所以，开发一套功能完善的蔬菜大棚智能控制系统，并广泛的推广应用在农业生产中，具有重大的经济效益与社会意义。1.2 选题目的和意义1.3 蔬菜大棚智能控制的类型（1） 基于单片机控制系统该类控制方式的优点是能够全局管理，操作简单，价格低廉，缺点是布线复杂，可靠性差，故障率高；且信号的输入，输出一般为模拟量或开关量，自动化程度低。（2）基于PLC的控制系统PLC是一种通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算

3、机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合高效蔬菜大棚的控制要求。缺点是投资大，一般都在万元以上，一般农业用户难以接受。（3）基于RS-485总线控制模式采用RS-485总线做现场总线，可通过RS-485总线与远端的气象站通讯，来获得棚内温度、湿度、光照强度等参量，还可与其他控制器及上位机进行通讯，构成更大范围的大棚环境自动控制系统。由于RS-485总线是主从节点工作方式，各个现场控制器之间的通讯靠单片机完成，难以实现各节点之间的数据交换。（1）课题提出 在前面的论述中，作者结合相关资料和实际应用情况，综合比较了几种智能控制系统的模式，提

4、出了蔬菜大棚智能控制的发展方向。在此基础上，结合自身实际，从蔬菜大棚控制装置的几种发展趋势中选择了基于单片机和RS485的蔬菜大棚现场总线控制模式作为论文的主要研究方向。（2）论文内容1、在分析蔬菜大棚环境及其因子的控制方式的基础上，提出了基于RS-485总线的，对蔬菜大棚环境的光照强度，湿度，温度，二氧化碳浓度等四大因子进行智能控制的总体设计方案。2、分析蔬菜大棚环境下测量光照强度，湿度，温度二氧化碳浓度等参数的传感器和A/D转换模块的工作原理，选择合适的器件组成系统。3、根据蔬菜大棚智能控制的总体设计方案，选择合适的传感器，控制输出机构，通讯模块等，设计合适的系统电路，研制蔬菜大棚智能控制

5、，实现蔬菜大棚各因子的设定、实现和调控等。1.4 课题提出与论文内容2 大棚智能控制系统总体设计框图3 温度智能控制结构框图与电路图4 湿度智能控制结构框图与电路图5 光照度智能控制框图与电路图6 继电器控制电路 单片机是一个弱电器件，一般情况下它们大都工作在5V甚至更低。驱动电流在mA级以下。而要把它用于一些大功率场合，比如控制电动机,显然是不行的.所以，就要有一个环节来衔接,这个环节就是所谓的功率驱动。继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。在这里,继电器驱动含有两个意思：一是对继电器进行驱动，因为继电器本身对于单片机来说就是一个功率器件；还有就是继电器去驱动其他负载,比如继电器可以

6、驱动中间继电器，可以直接驱动接触器，所以，继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口。7 大棚智能控制系统电路总图8 结论1、使用了AT89S52单片机，充分利用了该单片机在系统编程（ISP）功能和可擦写Flash芯片技术，大大提高了设计和改进设计效率，降低了投资。2、系统主要采用了RS-485和RS-232总线并存的模式，在实验室条件下，可以比较方便地使用RS-232总线实现距离通讯，但改进系统时，所传输的数据较多，距离较远时，可以加上RS-232转RS-485转接卡，迅速实现分布式智能控制和远距离大容量数据通讯，非常方便系统的扩展。3、使用DS18B20单总线数字式温度传感器，摒弃了以前使用

7、较多的模拟温度传感器。相比模拟传感器，DS18B20单总线数字式温度传感器具有价格低廉、使用方便、测温准确、精度较高、无需标定、扩展方便等优点。4、控制装置（以单片机为核心的控制板）可以独立运行，这就是说可以在不需要上位机（PC机）的实现智能控制。这一点对当前尚不富裕而又需要大棚控制装置的中国农村来说，很有意义。5、该装置的可扩展性较强，留有大量的I/O口，非常方便系统扩展。6、通用性较强、该系统只要稍加改进，就可用于果蔬储藏保鲜、冷库、粮库等环境系统的检测与控制。9 不足与探讨 由于作者时间和经验不足，技术水平有限，本系统还有部分尚未完成，需要进一步完善，主要体现在以下几个方面： 1、功能不够完善 在所设计的智能控制系统中，实现了多因子的有效智能控制，但是由于时间和实践经验不足并没有实现各因子之间的协调，需要予以扩展完善。 2、RS-485总线的改进问题 基于RS-485总线的控制系统不属于国际现场总线规范，此智能控制系统必属于集中控制范畴。即便在数据获取单元采用了RS-485总线，集中控制的本性没有改变。后续发展中应注意使用CAN总线等现场总线，以提高性能。 3、节能问题 现代蔬菜大棚生产是一种高产出高能耗的新产业。本着绿色农业和可持续发展战略，蔬菜大棚节能非常重要。大棚节能技术是指降低蔬菜大棚作物生产中能耗的各种措施。蔬菜大棚能耗的能量包括光、热、水、电、肥等。我们可以考虑