新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 20 年 第 3 期 d o i 10 13620 j c n k i i s s n 1007 7782 2020 03 011 中 圖 分 類(lèi) 號(hào) S 625 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 A 0 引 言 溫 室 作 為 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 的 重 要 產(chǎn) 物 受 到 農(nóng) 民 的 熱 烈 歡 迎 近 幾 年 隨 著 科 技 的 蓬 勃 發(fā) 展 和 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 出 現(xiàn) 溫 室 大 棚 對(duì) 其 自 動(dòng) 化 智 能 化 的 要 求 越 來(lái) 越 高 1 但 國(guó) 內(nèi) 溫 室 大 棚 技 術(shù) 較 國(guó) 外 起 步 較 晚 技 術(shù) 發(fā) 展 較 慢 機(jī) 械 化 自 動(dòng) 化 程 度 較 低 據(jù) 調(diào) 研 我 國(guó) 目 前 大 部 分 地 區(qū) 溫 室 智 能 化 水 平 較 低 且 存 在 數(shù) 據(jù) 檢 測(cè) 不 精 確 灌 溉 遮 陽(yáng) 通 風(fēng) 等 大 多 依 靠 人 工 測(cè) 控 精 度 低 且 不 及 時(shí) 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 成 本 高 的 情 況 單 靠 人 工 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 無(wú) 法 提 高 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 的 效 率 因 此 針 對(duì) 目 前 國(guó) 內(nèi) 普 遍 的 溫 室 大 棚 生 產(chǎn) 種 植 情 況 本 文 設(shè) 計(jì) 了 一 種 基 于 單 片 機(jī) 的 綜 合 測(cè) 控 系 統(tǒng) 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 溫 室 內(nèi) 的 部 分 參 數(shù) 滿 足 溫 室 作 物 生 長(zhǎng) 的 需 求 2 改 變 種 植 經(jīng) 驗(yàn) 論 提 高 產(chǎn) 量 1 總 體 設(shè) 計(jì) 方 案 1 1 系 統(tǒng) 概 述 本 設(shè) 計(jì) 是 基 于 單 片 機(jī) 的 溫 室 智 能 控 制 系 統(tǒng) 對(duì) 溫 室 大 棚 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 調(diào) 控 同 時(shí) 采 用 光 伏 技 術(shù) 為 單 片 機(jī) 主 控 單 元 的 工 作 提 供 能 源 本 設(shè) 計(jì) 主 要 的 組 成 部 分 有 主 控 單 元 模 塊 電 源 模 塊 數(shù) 據(jù) 采 集 模 塊 人 機(jī) 交 互 模 塊 及 執(zhí) 行 模 塊 主 控 單 元 模 塊 采 用S T 89 51 單 片 機(jī) 主 控 單 元 芯 片 對(duì) 采 集 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 分 析 處 理 比 較 文 章 編 號(hào) 1007 7782 2020 03 0034 05 基 于 光 伏 供 電 的 溫 室 智 能 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 秦 棟 李 志 強(qiáng) 黃 毅 田 爍 杰 王 玉 棟 任 玲 石 河 子 大 學(xué) 機(jī) 械 電 氣 工 程 學(xué) 院 新 疆 石 河 子 832000 摘 要 為 提 高 溫 室 種 植 作 物 的 產(chǎn) 量 使 溫 室 收 益 更 有 保 障 本 文 提 出 了 一 種 基 于 光 伏 供 電 的 溫 室 智 能 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 1 本 設(shè) 計(jì) 以 S T C 8 9 C 5 1 單 片 機(jī) 為 主 控 單 元 模 塊 電 源 模 塊 數(shù) 據(jù) 采 集 模 塊 人 機(jī) 交 互 模 塊 及 執(zhí) 行 模 塊 作 為 補(bǔ) 充 輔 助 模 塊 共 同 組 成 各 個(gè) 模 塊 相 互 協(xié) 調(diào) 共 同 作 用 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 溫 室 內(nèi) 的 二 氧 化 碳 濃 度 空 氣 溫 濕 度 土 壤 濕 度 等 溫 室 環(huán) 境 參 數(shù) 的 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 和 自 動(dòng) 調(diào) 控 用 p r o t e u s 對(duì) 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 了 軟 件 仿 真 測(cè) 試 仿 真 測(cè) 試 結(jié) 果 表 明 如 果 溫 度 超 過(guò) 上 限 則 自 動(dòng) 啟 動(dòng) 降 溫 模 塊 低 于 則 啟 動(dòng) 加 熱 模 塊 來(lái) 提 高 溫 度 其 他 參 數(shù) 模 塊 同 樣 可 實(shí) 現(xiàn) 各 自 預(yù) 期 調(diào) 控 目 標(biāo) 并 用 S T C 8 9 C 5 1 單 片 機(jī) 開(kāi) 發(fā) 板 和 多 個(gè) 傳 感 器 搭 建 了 實(shí) 物 仿 真 模 型 進(jìn) 行 了 性 能 測(cè) 試 測(cè) 試 結(jié) 果 表 明 本 設(shè) 計(jì) 可 對(duì) 溫 室 空 氣 溫 濕 度 土 壤 濕 度 光 照 強(qiáng) 度 及 二 氧 化 碳 濃 度 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 測(cè) 和 自 動(dòng) 調(diào) 控 具 有 一 定 的 可 行 性 關(guān) 鍵 詞 光 伏 溫 室 S T C 8 9 C 5 1 智 能 控 制 自 動(dòng) 化 D s i g n o f G n h o u s n i g n c o n o S y s m Ba s d o n Ph o o v o a i c Po S u y Q I N D o n g L I Z h i q i a n g H U A N G Y i T I A N S h u o j i e W A N G Y u d o n g R E N L i n g o g o f M c h a n i c a a n d E c i c a E n g i n i n g S h i h z i U n i v s i y S h i h z i 832000 U u m q i h i n a A b s t r a c t I n o r d e r t o i m p r o v e t h e o u t p u t o f g r e e n h o u s e c r o p s a n d g u a r a n t e e t h e g r e e n h o u s e i n c o m e t h i s p a p e r p r o p o s e s a d e s i g n o f g r e e n h o u s e i n t e l l i g e n t c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n p h o t o v o l t a i c p o w e r s u p p l y 1 I n t h i s d e s i g n S T C 8 9 C 5 1 s i n g l e c h i p m i c r o c o m p u t e r i s u s e d a s t h e m a i n c o n t r o l u n i t m o d u l e p o w e r m o d u l e d a t a a c q u i s i t i o n m o d u l e h u m a n c o m p u t e r i n t e r a c t i o n m o d u l e a n d e x e c u t i o n m o d u l e a r e u s e d a s s u p p l e m e n t a r y a u x i l i a r y m o d u l e s E a c h m o d u l e c o o r d i n a t e s w i t h e a c h o t h e r a n d w o r k s t o g e t h e r t o r e a l i z e r e a l t i m e m o n i t o r i n g a n d a u t o m a t i c c o n t r o l o f g r e e n h o u s e e n v i r o n m e n t a l p a r a m e t e r s s u c h a s c a r b o n d i o x i d e c o n c e n t r a t i o n a i r t e m p e r a t u r e a n d h u m i d i t y s o i l h u m i d i t y e t c T h e s i m u l a t i o n t e s t r e s u l t s s h o w t h a t i f t h e t e m p e r a t u r e e x c e e d s t h e u p p e r l i m i t t h e c o o l i n g m o d u l e w i l l b e s t a r t e d a u t o m a t i c a l l y i f i t i s l o w e r t h a n t h e u p p e r l i m i t t h e h e a t i n g m o d u l e w i l l b e s t a r t e d t o r a i s e t h e t e m p e r a t u r e a n d o t h e r p a r a m e t e r m o d u l e s c a n a l s o a c h i e v e t h e i r e x p e c t e d c o n t r o l g o a l s a n d t h e p h y s i c a l s i m u l a t i o n m o d e l i s b u i l t w i t h S T C 8 9 C 5 1 s i n g l e c h i p d e v e l o p m e n t b o a r d a n d m u l t i p l e s e n s o r s f o r p e r f o r m a n c e t e s t a n d t h e t e s t r e s u l t s a r e s h o w n i n t h e t a b l e I t i s s h o w n t h a t t h e d e s i g n c a n m o n i t o r a n d c o n t r o l t h e a i r t e m p e r a t u r e a n d h u m i d i t y s o i l h u m i d i t y l i g h t i n t e n s i t y a n d c a r b o n d i o x i d e c o n c e n t r a t i o n i n G r e e n h o u s e i n r e a l t i m e K e y w o r d s P h o t o v o l t a i c G r e e n h o u s e S T C 8 9 C 5 1 I n t e l l i g e n t c o n t r o l A u t o m a t i o n 通 訊 作 者 任 玲 修 回 日 期 202 0 5 2 9 基 金 項(xiàng) 目 石 河 子 大 學(xué) S R P 訓(xùn) 練 計(jì) 劃 項(xiàng) 目 S R P 2 0 1 9 1 5 0 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 3 4 新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 20 年 第3 期 判 斷 電 源 模 塊 采 用 分 布 式 光 伏 發(fā) 電 技 術(shù) 為 系 統(tǒng) 的 主 控 單 元 模 塊 的 工 作 提 供 電 能 數(shù) 據(jù) 采 集 模 塊 用 多 種 傳 感 器 實(shí) 時(shí) 檢 測(cè) 溫 室 內(nèi) 的 參 數(shù) 2 人 機(jī) 交 互 模 塊 采 用 L D 1602 液 晶 顯 示 屏 鍵 盤(pán) 及 報(bào) 警 單 元 實(shí) 現(xiàn) 系 統(tǒng) 的 參 數(shù) 顯 示 設(shè) 定 值 的 輸 入 及 警 示 執(zhí) 行 模 塊 采 用 繼 電 器 電 磁 閥 或 彩 燈 代 替 實(shí) 際 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 進(jìn) 行 模 擬 測(cè) 試 1 2 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 原 理 首 先 傳 感 器 采 集 各 種 參 數(shù) 發(fā) 送 給89 51 主 控 單 元 模 塊 進(jìn) 行 分 析 處 理 比 較 和 判 斷 得 到 修 正 量 數(shù) 據(jù) 驅(qū) 動(dòng) 的 繼 電 器 控 制 相 應(yīng) 的 電 磁 閥 或 電 機(jī) 工 作 調(diào) 控 溫 濕 度 等 參 數(shù) 達(dá) 到 設(shè) 定 值 左 右 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 溫 室 內(nèi) 環(huán) 境 參 數(shù) 的 調(diào) 控 3 同 時(shí) 將 溫 室 內(nèi) 的 幾 種 基 本 環(huán) 境 參 數(shù) 實(shí) 時(shí) 顯 示 在 大 棚 內(nèi) 的 顯 示 屏 上 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 圖 如 圖1 圖 1 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu) 本 設(shè) 計(jì) 利 用 自 動(dòng) 控 制 的 原 理 調(diào) 節(jié) 溫 室 大 棚 內(nèi) 的 各 項(xiàng) 參 數(shù) 以 此 實(shí) 現(xiàn) 提 供 作 物 優(yōu) 良 的 環(huán) 境 來(lái) 生 長(zhǎng) 在 本 文 設(shè) 計(jì) 的 系 統(tǒng) 中 可 以 完 成 參 數(shù) 的 采 集 工 作 以 及 處 理 顯 示 工 作 向 單 片 機(jī) 內(nèi) 傳 入 空 氣 中 的 光 照 強(qiáng) 度 二 氧 化 碳 濃 度 以 及 土 壤 的 溫 濕 度 等 參 數(shù) 然 后 與 設(shè) 定 值 進(jìn) 行 分 析 比 對(duì) 發(fā) 布 指 令 驅(qū) 動(dòng) 執(zhí) 行 模 塊 對(duì) 偏 移 量 進(jìn) 行 修 正 使 大 棚 各 種 參 數(shù) 始 終 在 適 合 作 物 生 長(zhǎng) 的 范 圍 內(nèi) 2 系 統(tǒng) 硬 件 設(shè) 計(jì) 2 1 采 集 模 塊 2 1 1 溫 濕 度 采 集 模 塊 本 設(shè) 計(jì) 采 用 的 溫 濕 度 傳 感 器 的 型 號(hào) 為 D H T 11 其 溫 濕 度 測(cè) 量 范 圍 適 宜 輸 出 為 數(shù) 字 量 信 號(hào) 值 并 且 其 內(nèi) 部 的 量 程 標(biāo) 定 已 校 準(zhǔn) 其 數(shù) 據(jù) 輸 出 口 與 單 片 機(jī) P 2 2 口 相 接 2 1 2 光 照 強(qiáng) 度 采 集 模 塊 選 擇 光 敏 電 阻 來(lái) 測(cè) 量 光 照 強(qiáng) 度 入 射 光 越 強(qiáng) 電 阻 越 小 反 之 電 阻 越 大 在 本 設(shè) 計(jì) 中 在 光 敏 電 阻 支 路 中 還 需 串 聯(lián) 一 個(gè)10 千 歐 的 電 阻 起 限 流 保 護(hù) 的 作 用 V 接 5V 電 源 再 經(jīng)A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 將 光 敏 電 阻 輸 出 的 信 號(hào) 變 為 數(shù) 字 信 號(hào) 之 后 與 單 片 機(jī) P 1 1 口 連 接 再 由 單 片 機(jī) 讀 取 處 理 劃 分 相 應(yīng) 的 光 照 等 級(jí) 因 為 系 統(tǒng) 采 樣 的 數(shù) 據(jù) 僅 為 一 個(gè) 電 壓 值 對(duì) 采 樣 速 率 沒(méi) 有 太 高 的 要 求 而 且 串 行A D 電 路 簡(jiǎn) 單 占 用 O 口 少 所 以 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 選 擇 使 用A D 0832 光 照 強(qiáng) 度 采 集 模 塊 的 原 理 如 圖2 圖 2 光 照 強(qiáng) 度 檢 測(cè) 模 塊 原 理 2 1 3 二 氧 化 碳 采 集 模 塊 本 系 統(tǒng) 采 用 的 二 氧 化 碳 傳 感 器 的 型 號(hào) 為M G 811 模 擬 量 電 壓 輸 出 范 圍 為0 2 V 而 且 O 2 濃 度 越 高 傳 感 器 輸 出 電 壓 越 低 反 之 O 2 濃 度 越 低 傳 感 器 輸 出 電 壓 越 高 最 后 通 過(guò)A D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 得 到 標(biāo) 準(zhǔn) 的 電 壓 信 號(hào) 單 片 機(jī) 將 獲 取 的 電 壓 數(shù) 字 信 號(hào) 處 理 轉(zhuǎn) 化 為 O 2 濃 度 數(shù) 據(jù) 2 2 人 機(jī) 交 互 模 塊 本 系 統(tǒng) 中 人 機(jī) 交 互 模 塊 由 按 鍵 輸 入 模 塊 顯 示 模 塊 和 警 示 模 塊 等 部 分 組 成 顯 示 模 塊 可 以 顯 示 溫 度 濕 度 光 照 強(qiáng) 度 和 O 2 濃 度 等 數(shù) 據(jù) 輸 入 模 塊 用 于 對(duì) 各 個(gè) 參 數(shù) 上 下 限 的 設(shè) 置 警 示 模 塊 用 于 當(dāng) 棚 中 O 2 濃 度 過(guò) 大 時(shí) 的 警 報(bào) 和 人 員 靠 近 的 警 報(bào) 2 2 1 顯 示 與 輸 入 模 塊 顯 示 模 塊 選 用L D 1602 液 晶 屏 它 可 由 單 片 機(jī) O 口 接 上 拉 電 阻 后 直 接 驅(qū) 動(dòng) 對(duì) 本 次 設(shè) 計(jì) 中 的 溫 度 值 進(jìn) 行 顯 示 輸 入 模 塊 選 用 線 性 鍵 盤(pán) 主 要 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 各 個(gè) 參 數(shù) 的 上 下 限 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 其 功 能 包 括 開(kāi) 啟 參 數(shù) 設(shè) 置 數(shù) 據(jù) 加 1 數(shù) 據(jù) 減 1 保 存 和 退 出 設(shè) 置 所 以 該 線 性 鍵 盤(pán) 至 少 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 3 5 新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 20 年 第 3 期 包 括4 個(gè) 獨(dú) 立 按 鍵 2 2 2 警 示 模 塊 本 系 統(tǒng) 警 示 模 塊 選 用 自 激 蜂 鳴 器 坐 警 示 模 塊 該 蜂 鳴 器 是 直 流 電 壓 驅(qū) 動(dòng) 驅(qū) 動(dòng) 口 在 輸 出 驅(qū) 動(dòng) 電 平 后 驅(qū) 動(dòng) 電 流 通 過(guò) 放 大 電 路 放 大 后 就 能 使 蜂 鳴 器 發(fā) 出 報(bào) 警 聲 音 可 以 由 單 片 機(jī) 直 接 驅(qū) 動(dòng) 可 通 過(guò) 改 變 單 片 機(jī) 引 腳 輸 出 電 平 的 占 空 比 來(lái) 控 制 蜂 鳴 器 的 聲 音 大 小 2 3 電 源 模 塊 本 設(shè) 計(jì) 中 的 弱 電 控 制 部 分 所 需 電 能 全 部 由 分 布 式 光 伏 發(fā) 電 系 統(tǒng) 提 供 弱 電 部 分 所 需 電 源 功 率 小 僅 通 過(guò) 光 伏 發(fā) 電 即 可 滿 足 弱 電 系 統(tǒng) 部 分 供 電 要 求 2 4 執(zhí) 行 模 塊 執(zhí) 行 模 塊 由 繼 電 器 模 塊 組 成 通 過(guò) 單 片 機(jī) O 口 控 制 大 功 率 器 件 的 工 作 狀 態(tài) 執(zhí) 行 模 塊 在 單 片 機(jī) 檢 測(cè) 到 相 應(yīng) 環(huán) 境 參 數(shù) 后 單 片 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 相 應(yīng) 輸 出 機(jī) 構(gòu) 工 作 以 維 持 大 棚 內(nèi) 參 數(shù) 恒 定 圖3 圖 3 溫 度 反 饋 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 原 理 整 個(gè) 執(zhí) 行 模 塊 強(qiáng) 電 電 路 主 要 包 括 卷 簾 電 機(jī) 加 濕 器 加 熱 器 風(fēng) 機(jī) 電 機(jī) 補(bǔ) 光 燈 以 及 O 2 產(chǎn) 生 器 的 驅(qū) 動(dòng) 控 制 其 控 制 過(guò) 程 如 下 單 片 機(jī) 輸 出 卷 簾 控 制 信 號(hào) 后 經(jīng) 過(guò) 信 號(hào) 放 大 信 號(hào) 保 護(hù) 后 的 信 號(hào) 驅(qū) 動(dòng) 繼 電 器 R L 1 動(dòng) 作 將R L 1 開(kāi) 關(guān) 閉 合 220V 交 流 電 從 A 端 與 電 機(jī) M 連 接 構(gòu) 成 電 流 回 路 控 制 遮 陽(yáng) 簾 開(kāi) 閉 的 的 卷 簾 電 機(jī) 將 正 轉(zhuǎn) 將 遮 陽(yáng) 簾 釋 放 當(dāng) 繼 電 器 將 O M 端 與 B 端 閉 合 連 接 時(shí) 卷 簾 電 機(jī) 將 反 轉(zhuǎn) 將 遮 陽(yáng) 簾 收 縮 由 于 仿 真 中 無(wú) 交 流 電 機(jī) 因 此 畫(huà) 成 直 流 進(jìn) 行 仿 真 3 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 整 個(gè) 系 統(tǒng) 在 上 電 復(fù) 位 后 隨 后 單 片 機(jī) 就 開(kāi) 始 驅(qū) 動(dòng) 包 括 溫 度 濕 度 O 2 濃 度 光 照 強(qiáng) 度 等 參 數(shù) 在 內(nèi) 的 各 個(gè) 參 數(shù) 采 集 模 塊 來(lái) 獲 取 環(huán) 境 參 數(shù) 4 在 采 集 數(shù) 據(jù) 后 單 片 機(jī) 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 處 理 驅(qū) 動(dòng) 顯 示 器 顯 示 各 個(gè) 參 數(shù) 在 顯 示 器 顯 示 數(shù) 據(jù) 同 時(shí) 還 加 入 了 輸 入 模 塊 來(lái) 修 改 參 數(shù) 上 下 限 之 后 單 片 機(jī) 將 進(jìn) 行 參 數(shù) 比 較 如 果 不 在 設(shè) 定 范 圍 單 片 機(jī) 將 驅(qū) 動(dòng) 相 應(yīng) 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 工 作 使 參 數(shù) 在 設(shè) 定 范 圍 內(nèi) 如 果 參 數(shù) 在 設(shè) 定 范 圍 單 片 機(jī) 又 將 進(jìn) 行 新 一 輪 的 數(shù) 據(jù) 采 集 顯 示 比 較 以 及 輸 出 控 制 以 此 循 環(huán) 下 去 來(lái) 保 證 大 棚 內(nèi) 部 各 參 數(shù) 的 恒 定 控 制 流 程 圖 如4 圖 4 系 統(tǒng) 控 制 流 程 4 系 統(tǒng) 仿 真 試 驗(yàn) 為 了 驗(yàn) 證 溫 室 大 棚 控 制 系 統(tǒng) 的 可 行 性 和 有 效 性 以 及 各 個(gè) 參 數(shù) 控 制 的 精 準(zhǔn) 度 以 及 顯 示 模 塊 的 有 效 性 首 先 采 用P o u s 仿 真 軟 件 搭 建 系 統(tǒng) 仿 真 運(yùn) 用 K i 編 寫(xiě) 控 制 器 程 序 進(jìn) 行 模 擬 仿 真 5 其 次 在 普 中 E M 3V 2 2 單 片 機(jī) 開(kāi) 發(fā) 板 上 搭 建 實(shí) 物 模 型 進(jìn) 行 實(shí) 時(shí) 環(huán) 境 仿 真 4 1 試 驗(yàn) 方 法 根 據(jù) 系 統(tǒng) 閉 環(huán) 調(diào) 控 原 理 本 文 采 用 單 獨(dú) 改 變 各 環(huán) 境 參 量 采 用 單 一 變 量 法 來(lái) 校 核 系 統(tǒng) 的 可 行 性 與 有 效 應(yīng) 在 試 驗(yàn) 過(guò) 程 中 首 先 校 核 各 個(gè) 模 塊 功 能 然 后 通 過(guò) 改 變 環(huán) 境 參 數(shù) 觀 察 調(diào) 節(jié) 參 數(shù) 后 是 否 構(gòu) 成 及 時(shí) 且 合 理 的 反 饋 來(lái) 判 斷 控 制 系 統(tǒng) 的 可 行 性 4 2 試 驗(yàn) 模 型 4 2 1 仿 真 模 型 在P o u s 軟 件 上 建 立 了 仿 真 模 型 如 圖5 A 220V 散 熱 繼 電 器 加 熱 繼 電 器 5V 10k 10k R 1 R 2 R 3 Q 1 P Q 2 P U 1 D1 D2 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 3 6 新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 20 年 第3 期 圖 5 系 統(tǒng) 仿 真 原 理 其 中 用 刀 開(kāi) 關(guān) 模 擬 紅 外 熱 釋 電 傳 感 器 的 輸 入 用 滑 動(dòng) 變 阻 器 R V 1 模 擬 光 照 強(qiáng) 度 變 化 滑 動(dòng) 變 阻 器 R V 2 模 擬 O 2 濃 度 變 化 用L E D 燈 泡 模 擬 所 有 的 輸 出 設(shè) 備 L E D 點(diǎn) 亮 為 驅(qū) 動(dòng) 相 應(yīng) 輸 出 裝 置 由 于 軟 件 不 支 持 D H T 11 模 塊 整 個(gè) 仿 真 未 給 出 D H T 11 傳 感 器 所 以L D 顯 示 溫 濕 度 為0 在 顯 示 模 塊 中 濕 度 顯 示 為 字 母 R 溫 度 顯 示 為 字 母 T 光 照 強(qiáng) 度 為 L O 2 濃 度 為 參 數(shù) 范 圍 用 S E T 表 示 采 用 循 環(huán) 分 頁(yè) 顯 示 各 個(gè) 參 數(shù) 翻 頁(yè) 時(shí) 間 為1 秒 輸 入 模 塊 中 采 用4 個(gè) 共 陰 極 獨(dú) 立 按 鍵 其 功 能 分 別 為 設(shè) 置 按 鍵 加 一 鍵 兼 保 存 顯 示 按 鍵 減 一 鍵 和 退 出 鍵 4 2 2 實(shí) 物 模 型 在P o u s 中 進(jìn) 行 全 部 仿 真 并 且 驗(yàn) 證 系 統(tǒng) 的 合 理 性 的 同 時(shí) 選 用 普 中E M 3 V 2 2 單 片 機(jī) 開(kāi) 發(fā) 板 平 臺(tái) 進(jìn) 行 系 統(tǒng) 實(shí) 物 搭 建 在 實(shí) 物 平 臺(tái) 校 驗(yàn) 系 統(tǒng) 的 合 理 性 和 實(shí) 用 性 圖6 4 3 系 統(tǒng) 仿 真 試 驗(yàn) 分 別 采 用 單 一 變 量 法 對(duì) 仿 真 模 型 以 及 實(shí) 物 模 型 進(jìn) 行 了 試 驗(yàn) 測(cè) 試 其 過(guò) 程 如 下 對(duì) 控 制 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 測(cè) 試 首 先 通 過(guò) 觀 察 顯 示 模 塊 顯 示 模 塊 正 常 工 作 顯 示 內(nèi) 容 合 理 系 統(tǒng) 平 穩(wěn) 運(yùn) 行 其 次 主 要 針 對(duì) 傳 感 器 仿 真 測(cè) 試 輸 入 模 塊 仿 真 測(cè) 試 以 及 輸 出 反 饋 的 檢 驗(yàn) 針 對(duì) 數(shù) 字 類(lèi) 信 號(hào) 和 模 擬 類(lèi) 信 號(hào) 分 別 進(jìn) 行 了 仿 真 測(cè) 試 對(duì) 數(shù) 字 信 號(hào) 類(lèi) 打 開(kāi) 仿 真 在 顯 示 穩(wěn) 定 后 首 先 設(shè) 置 溫 度 的 上 限 和 下 限 利 用 設(shè) 置 鍵 和 鍵 設(shè) 置 上 限 為50 度 下 限 為5 度 按 下 返 回 鍵 回 到 顯 示 界 面 改 變 傳 感 器 參 數(shù) 開(kāi) 始 測(cè) 試 由 于 未 接 入 傳 感 器 溫 濕 度 都 為0 此 時(shí) 低 于 設(shè) 定 范 圍 觀 察 輸 出 的L E D 處 加 溫 加 濕L E D 都 點(diǎn)B 亮 證 明 數(shù) 字 信 號(hào) 類(lèi) 模 塊 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 合 理 由 于 未 進(jìn) 行 上 限 的 校 驗(yàn) 后 期 在 仿 真 模 型 中 采 用 D S 18B 20 數(shù) 字 傳 感 器 代 替 D H T 11 校 驗(yàn) 溫 度 上 限 超 過(guò) 溫 上 限 降 溫 指 示 燈 點(diǎn) 亮 同 樣 有 正 確 反 饋 再 次 證 明 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 合 理 有 效 但 是 在 實(shí) 物 模 型 中 驗(yàn) 證 了D H T 11 傳 感 器 的 合 理 性 與 實(shí) 用 性 圖 6 系 統(tǒng) 實(shí) 物 平 臺(tái) 對(duì) 模 擬 信 號(hào) 類(lèi) 打 開(kāi) 仿 真 待 顯 示 穩(wěn) 定 同 樣 設(shè) 置 上 下 限 制 以 光 照 強(qiáng) 度 為 例 光 照 強(qiáng) 度 采 用 百 分 比 顯 示 設(shè) 置 上 限 為60 下 限 為10 滑 動(dòng) 光 照 強(qiáng) 度 對(duì) 應(yīng) 滑 動(dòng) 變 阻 器 增 大 阻 值 光 強(qiáng) 減 小 此 時(shí) 光 強(qiáng) 百 分 比 減 小 反 之 增 大 當(dāng) 測(cè) 量 顯 示 值 小 于 設(shè) 定 值 時(shí) 輸 出 模 塊 驅(qū) 動(dòng) 補(bǔ) 光 燈 點(diǎn) 亮 當(dāng) 測(cè) 量 顯 示 值 大 于 設(shè) 定 值 時(shí) 輸 出 模 塊 驅(qū) 動(dòng) 遮 陽(yáng) 指 示 燈 點(diǎn) 亮 同 時(shí) 在 顯 示 界 面 按 下 保 存 顯 示 按 鍵 此 時(shí) 顯 示 頁(yè) 面 鎖 定 再 次 按 下 退 出 鎖 定 輸 入 模 塊 校 驗(yàn) 成 功 最 后 校 驗(yàn) 警 示 模 塊 由 于 撥 動(dòng) 刀 閘 接 通 電 路 熱 釋 電 傳 感 器 檢 測(cè) 到 物 體 接 近 此 時(shí) 蜂 鳴 器 發(fā) 聲 發(fā) 出 警 報(bào) 警 示 電 路 經(jīng) 校 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 合 理 4 4 試 驗(yàn) 結(jié) 果 通 過(guò) 上 述 的 兩 種 平 臺(tái) 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 無(wú) 論 是 在 仿 真 模 型 還 是 在 實(shí) 物 平 臺(tái) 整 個(gè) 控 制 系 統(tǒng) 都 能 平 穩(wěn) 運(yùn) 行 顯 示 模 塊 都 能 對(duì) 采 集 參 數(shù) 進(jìn) 行 有 效 且 準(zhǔn) 確 的 顯 示 當(dāng) 調(diào) 節(jié) 下 轉(zhuǎn) 第 4 4 頁(yè) 蜂 鳴 器 電 路 熱 釋 電 紅 外 檢 測(cè) 電 路 顯 示 電 路 C O 2 濃 度 模 擬 量 輸 入 光 照 強(qiáng) 度 模 擬 量 輸 入 晶 振 電 路 Q 1 S W 1 R 1 2 R 1 1 D H T 1 1 接 口 A D 轉(zhuǎn) 換 R V 1 R V 2 加 光 照 明 電 路 復(fù) 位 電 路 干 燥 增 溫 加 熱 制 冷 設(shè) 置 按 鍵 保 存 顯 示 退 出 按 鍵 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 3 7 新 疆 農(nóng) 機(jī) 化 2 0 20 年 第 3 期 上 接 第 3 7 頁(yè) 環(huán) 境 參 數(shù) 超 出 設(shè) 定 范 圍 后 相 應(yīng) 反 饋 機(jī) 構(gòu) 都 能 及 時(shí) 準(zhǔn) 確 的 反 饋 經(jīng) 試 驗(yàn) 系 統(tǒng) 采 集 的 各 個(gè) 環(huán) 境 參 量 都 有 效 顯 示 并 且 當(dāng) 改 變 環(huán) 境 參 數(shù) 或 者 調(diào) 節(jié) 設(shè) 定 范 圍 時(shí) 都 能 有 效 反 饋 同 時(shí) 警 示 模 塊 也 能 正 常 感 知 信 號(hào) 做 出 響 應(yīng) 5 結(jié) 語(yǔ) 本 次 設(shè) 計(jì) 的 基 于 光 伏 供 電 的 溫 室 智 能 控 制 系 統(tǒng) 是 基 于 光 伏 發(fā) 電 技 術(shù) 單 片 機(jī) 技 術(shù) 傳 感 器 技 術(shù) 智 能 控 制 技 術(shù) 的 一 項(xiàng) 融 合 與 實(shí) 踐 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 運(yùn) 用 仿 真 技 術(shù) 以 及 實(shí) 物 平 臺(tái) 搭 建 來(lái) 校 驗(yàn) 了 系 統(tǒng) 的 可 行 性 與 可 執(zhí) 行 性 構(gòu) 造 了 一 套 完 整 可 靠 的 閉 環(huán) 控 制 系 統(tǒng) 6 該 系 統(tǒng) 的 提 出 將 使 傳 統(tǒng) 農(nóng) 業(yè) 大 棚 種 植 變 得 簡(jiǎn) 單 實(shí) 時(shí) 可 靠 這 是 對(duì) 智 能 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 節(jié) 的 一 次 嘗 試 并 且 隨 著 科 技 的 發(fā) 展 該 系 統(tǒng) 也 能 做 出 相 應(yīng) 的 更 新 參 考 文 獻(xiàn) 1 黃 家 兵 武 震 天 基 于 遠(yuǎn) 程 的 溫 室 大 棚 智 能 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) J 黃 山 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 2016 18 05 5 8 2 孫 碩 碩 郭 劉 飛 徐 志 業(yè) 等 智 能 溫 室 大 棚 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) J 黃 河 科 技 學(xué) 院 學(xué) 報(bào) 2019 21 02 76 78 3 褚 向 前 朱 武 溫 室 溫 度 多 傳 感 器 數(shù) 據(jù) 融 合 J 農(nóng) 機(jī) 化 研 究 2008 04 180 181 185 4 劉 錦 溫 室 大 棚 智 能 監(jiān) 測(cè) 系 統(tǒng) J 南 方 農(nóng) 機(jī) 2020 51 06 28 29 5 楊 南 海 李 大 奎 于 成 扥 基 于 P o u s 的 單 片 機(jī) 實(shí) 驗(yàn) 教 學(xué) 案 例 設(shè) 計(jì) 以 數(shù) 字 電 路 與 系 統(tǒng) 實(shí) 驗(yàn) 課 程 為 例 J 工 業(yè) 和 信 息 化 教 育 2020 02 79 82 6 劉 立 功 徐 志 剛 崔 瑾 等 光 環(huán) 境 調(diào) 控 及 L E D 在 蔬 菜 設(shè) 施 栽 培 中 的 應(yīng) 用 和 前 景 J 中 國(guó) 蔬 菜 2009 14 1 5 對(duì) 果 蔬 的 需 求 近 郊 部 分 在 首 府 城 市 發(fā) 展 進(jìn) 程 中 的 失 地 農(nóng) 戶 看 到 了 商 機(jī) 利 用 手 中 有 錢(qián) 優(yōu) 勢(shì) 開(kāi) 始 從 事 果 蔬 的 長(zhǎng) 途 販 運(yùn) 短 期 儲(chǔ) 藏 保 鮮 以 此 調(diào) 節(jié) 市 場(chǎng) 果 蔬 供 給 增 加 收 入 為 此 我 縣 在 2011 年 至 2014 年 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 工 作 中 對(duì) 地 窩 堡 六 十 戶 鄉(xiāng) 的 從 事 果 蔬 倉(cāng) 儲(chǔ) 的 合 作 社 及 個(gè) 人 實(shí) 施 了 倉(cāng) 儲(chǔ) 保 鮮 設(shè) 備 的 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 4 3 適 時(shí) 做 好 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 機(jī) 具 的 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 隨 著 都 市 的 發(fā) 展 市 民 生 活 水 平 的 提 高 帶 動(dòng) 了 我 縣 城 郊 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 的 飛 速 發(fā) 展 促 使 我 縣 產(chǎn) 業(yè) 結(jié) 構(gòu) 調(diào) 整 北 菜 南 移 溫 室 換 代 急 切 需 要 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 作 業(yè) 為 此 我 縣 從 2009 年 開(kāi) 始 跟 進(jìn) 調(diào) 整 我 縣 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 方 向 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 阻 礙 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 瓶 頸 作 業(yè) 項(xiàng) 目 機(jī) 具 溫 室 耕 翻 地 溫 室 卷 簾 和 冬 季 掃 雪 機(jī) 三 大 溫 室 重 體 力 勞 動(dòng) 的 作 業(yè) 機(jī) 具 在 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 政 策 的 推 動(dòng) 下 得 以 全 面 普 及 極 大 的 推 動(dòng) 了 南 郊 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 快 速 發(fā) 展 4 4 適 時(shí) 做 好 阿 魏 菇 生 產(chǎn) 簡(jiǎn) 易 制 冷 設(shè) 備 的 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 以 天 山 一 號(hào) 冰 川 為 中 心 其 周 圍 分 布 的 大 小 近 百 條 現(xiàn) 代 冰 川 是 烏 魯 木 齊 市 及 周 邊 多 個(gè) 縣 市 的 重 要 水 源 地 2006 年 10 月 烏 魯 木 齊 市 政 府 作 出 決 定 為 保 護(hù) 烏 魯 木 齊 水 源 地 不 受 污 染 將 加 大 環(huán) 境 保 護(hù) 執(zhí) 法 力 度 督 促 區(qū) 域 內(nèi) 生 產(chǎn) 礦 產(chǎn) 企 業(yè) 加 強(qiáng) 污 染 源 控 制 3 5 年 內(nèi) 關(guān) 停 區(qū) 域 內(nèi) 所 有 礦 點(diǎn) 保 護(hù) 區(qū) 內(nèi) 自 發(fā) 形 成 的 阿 魏 菇 生 產(chǎn) 基 地 也 在 同 一 時(shí) 期 被 清 理 取 締 阿 魏 菇 生 產(chǎn) 于 2011 年 從 保 護(hù) 地 遷 移 到 板 房 溝 鄉(xiāng) 八 家 戶 村 的 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 基 地 生 產(chǎn) 由 于 氣 溫 問(wèn) 題 阿 魏 菇 在 八 家 戶 落 地 生 產(chǎn) 的 品 質(zhì) 產(chǎn) 量 一 直 不 理 想 解 決 問(wèn) 題 的 出 路 就 是 利 用 制 冷 設(shè) 備 控 制 生 產(chǎn) 溫 室 的 小 環(huán) 境 溫 度 為 此 我 們 在 2012 年 2015 年 的 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 工 作 中 向 設(shè) 施 農(nóng) 業(yè) 傾 斜 優(yōu) 先 溫 室 制 冷 設(shè) 備 補(bǔ) 貼 保 證 低 溫 生 產(chǎn) 發(fā) 展 不 僅 提 高 了 阿 魏 菇 的 品 質(zhì) 還 因 為 制 冷 設(shè) 備 有 效 控 制 改 善 阿 魏 菇 在 溫 室 中 生 長(zhǎng) 的 小 環(huán) 境 使 得 原 本 一 年 一 季 的 阿 魏 菇 收 獲 提 高 為 一 年 三 季 經(jīng) 濟(jì) 效 益 成 倍 提 高 在 農(nóng) 機(jī) 購(gòu) 置 補(bǔ) 貼 政 策 的 正 確 引 導(dǎo) 下 農(nóng) 戶 購(gòu) 買(mǎi) 制 冷 設(shè) 備 達(dá)691 臺(tái) 使 農(nóng) 民 直 接 受 益 也 改 善 了 生 態(tài) 環(huán) 境 4 5 適 時(shí) 做 好 農(nóng) 田 基 本 建 設(shè) 機(jī) 械 的 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 2012 年 我 縣 拉 開(kāi) 了 新 農(nóng) 村 建 設(shè) 的 序 幕 為 此 在 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 宣 傳 培 訓(xùn) 工 作 中 加 大 了 農(nóng) 田 基 本 建 設(shè) 機(jī) 械 的 宣 傳 力 度 在 2013 年 的 農(nóng) 機(jī) 補(bǔ) 貼 中 優(yōu) 先 農(nóng) 用 小 型 挖 掘 機(jī) 裝 載 機(jī) 的 補(bǔ) 貼 動(dòng) 員 鼓 勵(lì) 農(nóng) 戶 購(gòu) 買(mǎi) 農(nóng) 用 挖 掘 機(jī) 裝 載 機(jī) 實(shí) 踐 證 明 購(gòu) 買(mǎi) 機(jī) 具 的 農(nóng) 戶 在 隨 后 的 幾 年 中 不 僅 取 得 了 很 好 的 經(jīng) 濟(jì) 效 益 同 時(shí) 在 本 村 和 周 邊 村 的 新 農(nóng) 村 建 設(shè) 中 也 顯 示 出 了 良 好 的 社 會(huì) 效 益 5 今 后 優(yōu) 先 補(bǔ) 貼 的 方 向 自 2004 年 以 來(lái) 在 購(gòu) 機(jī) 補(bǔ) 貼 政 策 的 激 勵(lì) 下 農(nóng) 機(jī) 購(gòu) 置 補(bǔ) 貼 資 金 規(guī) 模 的 擴(kuò) 大 我 縣 農(nóng) 村 出 現(xiàn) 了 前 所 未 有 的 購(gòu) 買(mǎi) 使 用 農(nóng) 機(jī) 熱 潮 刺 激 了 農(nóng) 機(jī) 消 費(fèi) 提 高 了 我 縣 農(nóng) 機(jī) 裝 備 水 平 增 強(qiáng) 了 農(nóng) 業(yè) 綜 合 生 產(chǎn) 能 力 使 農(nóng) 業(yè) 裝 備 結(jié) 構(gòu) 不 斷 趨 于 合 理 增 加 了 農(nóng) 民 收 入 在 農(nóng) 機(jī) 購(gòu) 置 補(bǔ) 貼 政 策 的 帶 動(dòng) 下 農(nóng) 民 積 極 購(gòu) 機(jī) 促 進(jìn) 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 推 廣 使 用 提 升 了 農(nóng) 機(jī) 化 作 業(yè) 水 平 并 有 效 利 用 農(nóng) 機(jī) 作 業(yè) 增 加 經(jīng) 營(yíng) 收 入 推 動(dòng) 了 農(nóng) 機(jī) 服 務(wù) 業(yè) 的 發(fā) 展 今 后 農(nóng) 機(jī) 購(gòu) 置 補(bǔ) 貼 要 優(yōu) 先 向 適 應(yīng) 城 郊 旅 游 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 觀 光 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 體 驗(yàn) 旅 游 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 化 方 向 上 發(fā) 展 管 理 服 務(wù) 4 4