温室大棚温湿度监控系统分析

韩润衍

[摘 要] 随着社会经济持续发展，社会大众的生活水平大幅度提高，对反季节蔬菜的需求量日渐增加，急需要一种可以动态监控大棚温湿度的系统，实现实时监控，提高其检测精准度。因此，站在客观的角度，多角度、多层次地探讨了温室大棚温湿度监控系统。

[关 键 词] 温室大棚；温湿度；监控系统；分析

[中图分类号] S625；TP277 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）28-0053-01

就反季节蔬菜来说，需要充分发挥温室大棚的作用，为其提供良好的温湿度环境，但人工管理已无法有效满足其各方面的客观要求，存在一系列问题，比如，调节不及时，不利于反季节蔬菜健康生长。针对这种情况，相关人员必须根据温室大棚特点、性质，优化设计相关的温湿度监控系统，动态监测作物生长情况，自动调节其温湿度，使反季节蔬菜健康生长，提高产量与质量。

一、温室大棚监控系统总体设计

站在客观的角度来说，温室大棚温湿度控制系统属于实时性系统，能够及时显示传感器一系列测量信息数据，属于多点检测系统，要将传感器合理设置在不同点上，确保传感器可以和总线连接，和上位机相互作用，及时传输一系列信息数据。上位机系统、下位机系统是其核心组成部分，上位机系统属于总控制以及显示系统，在可扩展总线、RS-485作用下，和物理上分布相联。构建的温室大棚监控系统必须具有较好的“可靠性、安全性”等。在此过程中，设计的系统可以实时采集温室大棚一系列温湿度参数，充分发挥温湿度传感器作用，有效采集温湿度，在MCU作用下，循环“检测、传输”不同传感器采集到的一系列信息数据。其中的通信系统必须具有较高的“可靠性、实时性”，抗干扰能力要强，可以和MCU通信，实现远距离传输，采用RS485通讯形式，控制好温度，必须在-20～100℃之间，测量温度精度：-0.1±0.1，测量湿度：0～100%，测量湿度精度：-2.5±2.5。在设计系统硬件时，设计者需要采用模块化设计方法，各模块都要实现某特定功能，处于统一网络结构体系中，降低设计难度。

二、温室大棚监控系统详细设计

（一）上位机系统设计

在设计温室大棚监控系统上位机系统中，设计者要合理设计其主程序、子程序，借助主程序，顺利初始化系统硬件，使其具有较好的预定功能，确保设计的大棚智能温湿度控制系统处于高效运行中。子程序要具有多样化的功能，要客观分析温湿度范围，根据不同时间段，优化设计子程序、时钟子程序、湿度采集子程序、报警子程序等，特别是PID温度控制子程序。在设计该子程序中，设计者必须灵活应用数字PID中的增量式PID控制算法，准确把握控制量的增量，根据相关公式准确计算，确保设计的上位机系统处于稳定运行中。

（二）下位机系统设计

1.温湿度传感器、键盘

在设计温湿度传感器中，设计者必须客观分析温室大棚监控系统精度等，选择适宜的温湿度传感器，比如，SHT10，属于SHT1x系列数字温湿度集成传感器，其中的温度敏感元件可以和A/D转换器、串行接口电路相互作用，实现无缝连接。在键盘设计方面，设计者可以设计6键的键盘，随时输入温室大棚温度、湿度上下限，作物需要灌溉的具体时间，其中五个引脚都和单片机端口相连，还有一个和电源接口相连，合理设置温室大棚湿度、温度乃至灌溉时间上下限，从而动态监控温室大棚温湿度。

2.湿度控制电路，温度控制电路

在下位机系统设计中，温湿度控制电路设计是其关键所在，如果该地区土壤湿度数值小于所设定的数值，p1.5输出的属于高电平，交流接触器线圈通电之后，要和水泵电机相互作用，便可以自动给温室大棚中的作物浇水，达到规定湿度后便自动停止灌溉。在设计温度控制电路中，设计者要根据之前设定好的温度数值，动态监控温室大棚温度，过零检测电路、PID控制电路是其模块硬件的组成部分，过零检测电路由二极管组成，也就是说，如果交流电为零点，会传输关于加热同步处理信号。PID控制电路组成要素比较多，比如，加热电阻、双向可控硅，它们会作用于控制执行主机传输的一系列控制信号。相关人员只需要巧妙利用PID算法，便能优化调整系统加热速度，有效改善温室大棚内的温度，确保作物健康生长。

总而言之，温室大棚温湿度监控系统设计的重要性不言而喻，在设计过程中，设计者必须客观分析各方面的主客观因素，制定合理化的系统设计方案，优化设计其上位机系统、下位机系统：温湿度控制电路、温湿度传感器、看门狗保护功能等，对设计的监控系统进行合理化测试，有效解决其存在的问题，确保温室大棚温湿度监控系统处于高效运行中。因此，动态监测温室大棚的温湿度，自动进行合理化调节，符合各类作物生长所需的温度、湿度，可以降低温室大棚作物的生产成本，提高其经济效益。

参考文献：

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[3]赵文化，蒋爽，张启光，等.基于無线传感网络的温室大棚温湿度监测系统[J].中国新技术新产品，2013（17）：26-27.