設施農業中溫度動態測控系統的設計

摘要：設計了一種用于設施農業的溫度動態測控系統，用AT89C51單片機作為測控核心部件，數字溫度傳感器DS18B20作為溫度采集模塊。溫度傳感器將采集到的數據送給單片機處理，單片機通過對采集到的溫度數據與標準值進行比較，進而控制外圍繼電器電路工作，從而實現對環境溫度的動態實時檢測與控制。
關鍵詞：設施農業；溫度；動態測控；設計

現代設施農業是集生物技術、工程技術、環境技術為一體的一種高技術、高效益的現代化農業生產方式。是農業產業調整，適應市場經濟發展、提高土地資源利用率的有效途徑。目前，一些發達國家在設施農業設備和配套技術方面均已形成了完整的體系，其現代化溫室能根據作物對環境的不同需要，由微型計算機對設施內的溫度、光照、濕度、空氣成分等環境因子進行自動監測和調控，可實現溫室作物全天候、周期性的高效生產，并逐步向溫室管理的數字化、智能化發展。
我國特別是西北地區雖然地廣物豐，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，加快發展設施農業是解決問題的最有效途徑。對設施農業環境中的各項環境因素進行檢測和控制，是解決問題的關鍵。溫度是設施環境中最重要的因素，因而對設施農業環境中的溫度進行實時檢測與自動控制就顯得尤為重要。

1 系統總體方案
系統設計方案原理如圖1所示。分為6個模塊：微處理器模塊、溫度采集模塊、數據輸入模塊、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采集設施環境中的溫度值，系統對采樣值與標準值進行比較處理，根據處理結果實現溫度的實時顯示、控制、報警提示等功能。采用AT89C51單片機與數字溫度傳感器DS18B20組合實現對環境溫度的檢測與控制不僅具有控制方便、系統電路簡單、靈活性強等特點，而且還可以提高溫度參數的控制精度。

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據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，結構簡單，應用廣泛，外部I／O資源少但處理速度快，能夠滿足本系統所要實現的控制功能的要求。