温室环境监控系统设计
摘 要
温室是设施农业的重要组成部分，国内外温室种植业的实践经验表明，提高温室的自动控制和管理水平可充分发挥温室农业的高效性。随着传感技术，计算机技术及通讯技术的迅猛发展，现代化温室信息自动采集及智能控制系统的开发已成为目前设施农业的一个研究热点。
本文在查阅大量国内外参考文献的基础上，概述了温室在国内外的发展历史以及发展现状。介绍了国内外温室测控装置的发展动态和发展方向，并且根据温室内影响作物生长的环境因子，即温度、湿度、光照等环境的条件、控制特点和控制方法，提出了适合本系统的环境因子控制方案。
本文以PHILIPS公司32位ARM微控制器LPC2132为核心，设计了温度、湿度、光照强传感器，传感器检测出来的信号传输给LPC2132进行数据处理，从而实现对环境因子的测量与控制。本文重点介绍了温室环境监控系统的硬件。
硬件方面，介绍了各部分的设计思想、原理电路以及抗干扰方法，并且给出了系统总硬件原理图；另外，在满足系统设计要求的前提下，尽可能选用价格低、功耗低的元器件，达到降低系统成本的目的。
软件方面将嵌入式实时操作系统C/OS-Ⅱ移植到LPC2132，采用基于嵌入式实时操作系统的软件开发模式，设计了控制器的各个任务流程图。
系统采用PID控制算法对温度、湿度、光照强度等环境因子进行控制。本文简单介绍了PID控制算法的原理。
最后，对设计进行了总结，介绍了本文完成的主要工作，说明了本文的特点和意义，同时，指出了系统设计的不足和改进思路，为今后课题的进一步研究打下了基础。
关键词：温室环境 监控系统 LPC2132 传感器 RS-485通信
目 录
摘要i
Abstract.ii
目录.iv
第一章 绪论.1
1.1 研究背景1
1.2 国内外研究现状2
1.3 温室测控装置的类型和发展趋势3
1.3.1 目前采用的控制装置.3
1.3.2 控制装置的发展趋势.5
1.4 研究的目的与内容6
第二章 系统方案设计7
2.1 系统方案设计7
2.1.1 监控系统设计所要达到的技术指标.7
2.1.2 监控系统设计原则.7
2.1.3 系统总体设计方案.7
2.2 系统功能设计8
2.2.1 上位机.8
2.2.2 智能监控点.8
2.3 小结9
第三章 系统硬件电路设计10
3.1 控制中心模块的设计.10
3.1.1 单片机的选型10
3.1.2 电源电路12
3.1.3 时钟电路的设计13
3.1.4 复位电路13
3.2 RS-485通讯电路. 14
3.3 数据采集模块的设计.15
3.3.1 传感器的选型16
3.3.2 传感器测量电路17
3.4 驱动执行机构的设计.20
3.4.1 侧窗/天窗开闭装置设计.20
3.4.2 暖风机加温21
3.4.3 湿帘风机降温21
3.4.4 喷雾加湿系统22
3.4.5 遮阳网系统22
3.4.6 照明补光系统23
3.4.7 继电器输出电路23
3.5 人机对话模块.26
3.5.1 键盘输入26
3.5.2 液晶显示26
3.6 其他电路.27
3.6.1 去耦电路27
3.6.2 声光报警28
3.7 小结.28
第四章 控制算法研究30
4.1 PID控制算法. 30
4.1.1 模拟PID控制器. 30
4.1.2 数字PID控制算法31
4.2 小结.34
第五章 软件设计35
5.1 主程序设计.35
5.2 采集子程序设计.36
5.2.1 温度测量软件设计36
5.2.2 湿度测量软件设计37
5.2.3 光照强度测量软件设计38
5.3 串行通信软件设计.39
5.4 本章小结.40
第六章 结论与展望42
参考文献.43
致谢.45
附录.46
