設施農(nóng)業(yè)中溫度動態(tài)測控系統(tǒng)的設計

摘要：設計了一種用于設施農(nóng)業(yè)的溫度動態(tài)測控系統(tǒng)，用AT89C51單片機作為測控核心部件，數(shù)字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集模塊。溫度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)送給單片機處理，單片機通過對采集到的溫度數(shù)據(jù)與標準值進行比較，進而控制外圍繼電器電路工作，從而實現(xiàn)對環(huán)境溫度的動態(tài)實時檢測與控制。
關鍵詞：設施農(nóng)業(yè)；溫度；動態(tài)測控；設計

現(xiàn)代設施農(nóng)業(yè)是集生物技術(shù)、工程技術(shù)、環(huán)境技術(shù)為一體的一種高技術(shù)、高效益的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)調(diào)整，適應市場經(jīng)濟發(fā)展、提高土地資源利用率的有效途徑。目前，一些發(fā)達國家在設施農(nóng)業(yè)設備和配套技術(shù)方面均已形成了完整的體系，其現(xiàn)代化溫室能根據(jù)作物對環(huán)境的不同需要，由微型計算機對設施內(nèi)的溫度、光照、濕度、空氣成分等環(huán)境因子進行自動監(jiān)測和調(diào)控，可實現(xiàn)溫室作物全天候、周期性的高效生產(chǎn)，并逐步向溫室管理的數(shù)字化、智能化發(fā)展。
我國特別是西北地區(qū)雖然地廣物豐，但由于土地的沙漠化比較嚴重，導致可利用的土地資源越來越少，因此土地資源的高效利用問題也越來越突出，加快發(fā)展設施農(nóng)業(yè)是解決問題的最有效途徑。對設施農(nóng)業(yè)環(huán)境中的各項環(huán)境因素進行檢測和控制，是解決問題的關鍵。溫度是設施環(huán)境中最重要的因素，因而對設施農(nóng)業(yè)環(huán)境中的溫度進行實時檢測與自動控制就顯得尤為重要。

1 系統(tǒng)總體方案
系統(tǒng)設計方案原理如圖1所示。分為6個模塊：微處理器模塊、溫度采集模塊、數(shù)據(jù)輸入模塊、處理與控制模塊、電源模塊、顯示與報警模塊。以AT89C51單片機為核心，通過溫度傳感器DS18B20采集設施環(huán)境中的溫度值，系統(tǒng)對采樣值與標準值進行比較處理，根據(jù)處理結(jié)果實現(xiàn)溫度的實時顯示、控制、報警提示等功能。采用AT89C51單片機與數(shù)字溫度傳感器DS18B20組合實現(xiàn)對環(huán)境溫度的檢測與控制不僅具有控制方便、系統(tǒng)電路簡單、靈活性強等特點，而且還可以提高溫度參數(shù)的控制精度。

2 各單元模塊選擇與設計
2．1 微處理器模塊
微處理器模塊的主要任務是完成對采集來的溫度數(shù)據(jù)與設定的標準溫度值范圍的比較處理。該模塊選用AT89C51單片機，該單片機性價比高，結(jié)構(gòu)簡單，應用廣泛，外部I／O資源少但處理速度快，能夠滿足本系統(tǒng)所要實現(xiàn)的控制功能的要求。