王 剛

（哈爾濱商業(yè)大學(xué)德強(qiáng)商務(wù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系 07級(jí) 電子信息工程，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的組成

針對(duì)溫室溫濕度控制的需求，近年來溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的研究取得了很大的進(jìn)展。這與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、硬件技術(shù)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)及其硬件快速發(fā)展的今天，溫室溫濕度控制系統(tǒng)的組成主要由中央控制裝置、終端控制設(shè)備、傳感器以及現(xiàn)場(chǎng)線路組成。中央控制裝置負(fù)責(zé)對(duì)傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)比，通過與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的比較做出調(diào)整、修正命令。命令發(fā)出后傳至終端控制設(shè)備，終端控制設(shè)備接受控制信號(hào)后，由電器機(jī)械部門執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)溫室的溫濕度調(diào)節(jié)與控制。了解自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的組成，對(duì)科學(xué)的進(jìn)行溫室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著重要的意義，其對(duì)溫室綜合投資經(jīng)濟(jì)性有著重要的意義。

2 溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

2.1 深入分析溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)需求，提高投資的經(jīng)濟(jì)性

在進(jìn)行溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)溫室建設(shè)需求進(jìn)行自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的需求分析。了解溫室溫濕度控制范圍以及投資建設(shè)的基礎(chǔ)情況。以此為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)需求的論證，進(jìn)行相應(yīng)設(shè)備的基本選型。在這一系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)中，這一過程尤為重要。需求的論證與分析是保障溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。這一過程中，應(yīng)根據(jù)溫室面積、結(jié)構(gòu)特性等進(jìn)行基礎(chǔ)分析，并對(duì)所選擇的設(shè)備型號(hào)、溫濕度調(diào)節(jié)范圍、調(diào)節(jié)能力等進(jìn)行計(jì)算。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)對(duì)溫室溫濕度的調(diào)控。

2.2 溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.2.1 根據(jù)溫室實(shí)際情況進(jìn)行傳感器的設(shè)計(jì)

溫室溫濕度傳感器的科學(xué)設(shè)置是保障自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)控制效果的關(guān)鍵。在溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，首先要根據(jù)溫室地形條件，對(duì)可能出現(xiàn)溫度偏差的地域進(jìn)行分析。例如：溫室周邊三面有房或墻等建筑，這就造成了唯一一面無建筑物的墻面周邊溫度較低。因此，在進(jìn)行溫度傳感器的設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮這一因素，在這部分區(qū)域增加傳感器探頭，以確保溫室內(nèi)的溫度能夠準(zhǔn)確探測(cè)。而受溫度影響，如果溫室面積較大時(shí)，其濕度也受到影響。這就需要在進(jìn)行傳感器設(shè)計(jì)過程中，充分考慮溫室的實(shí)際情況，科學(xué)的進(jìn)行傳感器探頭設(shè)置，確保自動(dòng)溫濕度控制效果的達(dá)成。

2.2.2 溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)線路的設(shè)計(jì)

由于溫室內(nèi)濕度較大，其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與線路都有著一定的影響。因此，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)線路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮線路的走向與環(huán)境需求。通過科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)線路設(shè)計(jì)，確保傳感器傳輸信號(hào)以及中央控制器控制信號(hào)的有效傳達(dá)。在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)注重線路走向的科學(xué)性，避免線路繁雜造成的后期檢修困難。

2.2.3 中央控制裝置的設(shè)計(jì)分析

在線路設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)溫室場(chǎng)地條件選擇中央控制裝置的安裝地點(diǎn)，以避免溫濕度過大對(duì)中央控制器的影響作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前，常用個(gè)人計(jì)算機(jī)與單片機(jī)相結(jié)合的方式作為中央控制端。通過單片機(jī)與計(jì)算機(jī)的連接實(shí)現(xiàn)便捷的操作與調(diào)整。同時(shí)通過單片機(jī)的全天候運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。在實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)連接的過程中，可以通過軟件設(shè)計(jì)中的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.2.4 溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

2.2.4.1 溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)總體框架

上圖所示是目前常用的溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)總體框架，其通過顯示模塊對(duì)溫濕度信息進(jìn)行顯示，同時(shí)也為手動(dòng)設(shè)定等顯示工作提供基礎(chǔ)。根據(jù)溫濕度模塊是在檢測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)定數(shù)據(jù)存在偏差時(shí)進(jìn)行調(diào)整控制的模塊，其包括加溫、加濕及排風(fēng)等系統(tǒng)。報(bào)警模塊是針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存在偏差后，溫濕度控制仍不能得到預(yù)定溫濕度時(shí)所進(jìn)行的報(bào)警系統(tǒng)。手動(dòng)控制系統(tǒng)主要是用于臨時(shí)調(diào)整設(shè)定參數(shù)。重要處理器多采用單片機(jī)，其主要用于數(shù)據(jù)的處理與命令的發(fā)出。通過各系統(tǒng)的綜合作用，實(shí)現(xiàn)溫室溫濕度控制的最終效果。

2.2.4.2 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)

電路設(shè)計(jì)是溫室溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的匯總點(diǎn)，其對(duì)系統(tǒng)性能與功能的實(shí)現(xiàn)有著重要的影響。通過中央控制器電路設(shè)計(jì)、傳感器電路設(shè)計(jì)、通信電路設(shè)計(jì)與顯示電路設(shè)計(jì)等電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合功能。中央控制器電路設(shè)計(jì)中，其接受鍵盤和溫濕度傳感器的數(shù)字信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行處理。再通過控制電壓的方式實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊的驅(qū)動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)通風(fēng)風(fēng)扇、加溫加濕器的控制。傳感器電路設(shè)計(jì)中，按照對(duì)溫室區(qū)域的劃分進(jìn)行多路選擇會(huì)管的輸入與處理。一般采用總線技術(shù)將地址線、數(shù)據(jù)線和控制線合為信號(hào)線，以此實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易于擴(kuò)展和維護(hù)的目的。顯示電路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)針對(duì)目前多采用LED顯示器的現(xiàn)狀，進(jìn)行多LED組合顯示的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。如：第一顯示器顯示工作狀態(tài)、第二三顯示器顯示溫濕度的信息、第四顯示器顯示設(shè)定值或分組狀態(tài)等。最后，通過鍵盤電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)得控制。

在這一點(diǎn)路設(shè)計(jì)中，還要考慮利用計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)整。電路設(shè)計(jì)中還應(yīng)加入與計(jì)算機(jī)間接機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多操作控制的目的。

3 關(guān)于多溫室溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)規(guī)?；牟粩喟l(fā)展，規(guī)?；瘻厥乙呀?jīng)成為現(xiàn)代新農(nóng)村建設(shè)的重點(diǎn)。在這樣的環(huán)境下，如何進(jìn)行多溫室溫濕度控制成為了設(shè)計(jì)人員面臨的首要問題。本文上述中一直強(qiáng)調(diào)的計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)既是實(shí)現(xiàn)這一問題的關(guān)鍵。通過中央控制電腦對(duì)各溫室分控單片機(jī)的連接能夠?qū)崿F(xiàn)多溫室溫濕度控制的需求，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘻厥业臏貪穸茸詣?dòng)控制，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)論：本文就溫室自動(dòng)溫濕度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)以及要點(diǎn)等進(jìn)行了分析和論述，以此為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供更多的信息資料。同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展趨勢(shì)，本文提出了多溫室溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向，為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展中自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究奠定了基礎(chǔ)。

[1]周明宇.溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討[J].儀表自動(dòng)化資訊沿，2009，6.

[2]王麗麗.現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在溫室溫濕度控制中應(yīng)用[J].自動(dòng)控制資訊，2008，8.

[3]張宇哲.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)溫室自動(dòng)化探析[J].北方儀表自動(dòng)化研究所，2009，3.

[4]梁昊逸.多點(diǎn)溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)，2009，11.