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单片机控制的智能温室物联网应用系统设计
发布时间:2022-04-12 00:14
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本文摘要:章节 植物,特别是在是珍贵植物、贵重花卉和苗木的生长都必须某种特定的温度、湿度和光照度等条件,当环境条件无法符合上述拒绝时,它们之后暂停生长,甚至枯萎、丧生。而要取得植物生长所需的最佳条件,无法分开静态地考虑到某一因素,而应向整体上综合地研究环境参数掌控问题。

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章节    植物,特别是在是珍贵植物、贵重花卉和苗木的生长都必须某种特定的温度、湿度和光照度等条件,当环境条件无法符合上述拒绝时,它们之后暂停生长,甚至枯萎、丧生。而要取得植物生长所需的最佳条件,无法分开静态地考虑到某一因素,而应向整体上综合地研究环境参数掌控问题。  智能化温室控制系统,即根据植物生长发育的必须,通过传感器技术、微型计算机及单片机技术,自动测控温室的环境参数,其中还包括温度、湿度、光照度等,使植物在不适合生长发育的反季节中,取得适合的环境条件,超过男孩子、优质、高产的目的。  主要硬件配有  (1)使用STC89C54RD+单片机  (2)使用数字温度传感器DS18B20  (3)使用电容式湿度传感器HS1101  1环境参数对植物的影响  影响植物生长的因素主要有温度、湿度、土壤水分、光照度和CO2浓度等,研究找到温度对植物的影响占到40%,湿度占到28%,它们对植物的生长起主要起到。

因此,本系统主要研究温度和湿度对植物的影响和智能化温室中对环境温湿度的调控。  1.1温度对植物的影响  植物在生命周期中的一切生物化学起到都必需在一定的温度条件下展开,不管湿度、光照、CO2浓度等其他环境条件如何适合,植物总将在温度减少至某一低温或多达某一高温时暂停生长发育。

  温度对植物的影响主要展现出在两个方面:一是发育进程的高低,还包括出有叶速度(叶龄)及开花日期等;二是生长量快速增长的高低,还包括株高、叶面积、节间长度、浆果大小等。当然,温度的影响要和光照强度结合展开分析。当光合产物小于排便消耗时,植物体内有机质才不会有累积。当温度多达红藻必要条件温度后,光合强度弱化而排便强度强化,将增加物质的累积,影响植物的生长。

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  1.2湿度对植物的影响  湿度主要指温室内空气的相对湿度,其大小不仅影响着温室内植物蒸腾与地面蒸发量,而且直接影响着植物光合强度与病害情况。湿度与病原微生物的交配密切相关,因此湿度条件是引发植物病害的主要原因。  研究找到,植物的生长和发育并不各不相同某一时刻某个特定温度与湿度,而主要各不相同在一个时间段中的平均值参数。这就拒绝控制系统无法设置一个相同的参数值,温室中的温度和湿度在最低和低于范围内展开变动,借此在一个较长的时间段内超过理想的生长环境。

  控制系统根据室外的气候,在用于低于能耗、最佳利用温室中现有的设备情况下展开动态调节,维持在适合植物生长的状态。  2温室环境参数检测  2.1环境温度检测  控制系统中必须收集温室中多点温度或温室群的温度,本系统使用美国DALLAS公司生产的单线式数字温度传感器DS18B20,其结构非常简单不必须外接电路,仅有用一根I/O数据线传输数据。每只DS18B20有独立国家的序列号,构建多个DS18B20传感器挂接在一根数据线上分别检测多点温度。

  单片机通过单线模块掌控DS18B20温度传感器,检测温度先发启动命令,当DS18B20接管到温度切换命令启动切换,切换已完成后的温度值以16位带符号拓展的二进制补码形式存储在高速储存存储器的高、低字节中;读取数据时低位在前,高位在后,数据格式以0.0625℃/LSB形式回应。  储存存储器的高字节前5位的S为符号位,当S=0时,必要将二进制位切换为十进制数;当S=1时,再行将补码转换为原码,再行计算出来十进制值。DS18B20已完成温度切换后,把测出的温度值与TH、TL做到较为,若TTH或TTL,则将该器件内的监测标志置位,并对主机收到监测命令。

  由于DS18B20切换后的代码并不是实际的温度值,所以要展开计算出来切换。温度高字节中的前5位用来留存温度的正负(标志为S的bit11~bit15),高字节(MSByte)的后3位和低字节8位来留存温度值(bit0~bit10),其中低字节(LSByte)的较低4位留存温度的小数位(bit0~bit3)。  由于拒绝使用0.0625的精度,小数部分的值,可以用后四位代表的实际数值除以0.0625,获得确实的温度值,本系统保有一位小数,即检测的温度准确到0.1度。  2.2环境湿度检测  本系统使用HS1101湿度传感器收集环境的相对湿度,HS1101归属于电容式湿度传感器,其工作机理是当基于电极间的感湿材料导电环境中的水份时,其介电常数随之变化,等效电容与环境中水蒸汽的关系回应为:C=0S/d  其中0是真空介电常数、是感湿材料的介电常数、S是电容式传感器有效地面积、d为感湿膜厚度。

  HS1101湿度传感器的线性输入电压与湿度的关系:  Vo=Vcc(0.00474%RH+0.2354)  在环境湿度检测中,既可以利用HS1101湿度传感器的等效电容与湿度的关系,构成振荡器,将湿度与电容的关系转化成为湿度与频率的关系,测量频率超过检测湿度的目的;也可以利用HS1101湿度传感器的输入电压与湿度的关系,测量电压构建湿度检测。本系统利用HS1101的等效电容与湿度的关系,测得频率构建湿度的测量。


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