卜纪清：基于单片机的智能温室大棚温度控制系统设计与仿真
附录一
基于单片机的多功能农田温度环境监测系统设计与仿真设计图
27
卜纪清：基于单片机的智能温室大棚温度控制系统设计与仿真
附录二
多功能农田温度自动环境监测系统详细设计说明书
1开发意义
随着大棚技术的普及，多功能农田数量不断增多，多功能农田的温湿度控制便成为一个十分重要的课题。传统的温湿度控制是在多功能农田内部悬挂温度计和湿度计，通过读取温度值和湿度值了解实际温湿度，然后根据现有温湿度与额定温湿度进行比较，看温湿度是否过高或过低，然后进行相应的通风或者洒水。这些操作都是在人工情况下进行的，耗费了大量的人力物力。现在，随着国家经济的快速发展，农业产业规模的不断提高，农产品在大棚中培育的品种越来越多，对于数量较多的大棚，传统的温度控制措施就显现出很大的局限性。多功能农田的建设对温湿度检测与控制技术也提出了越来越高的要求。随着单片机和传感技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，农田环境自动监测控制方面的研究有了明显的进展，并且必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的温湿度控制措施. 植被一般都用农田栽培，为了充分的利用好农田栽培这一高效技术，就必需有一套科学的，先进的管理方法，用以对不同种类植被生长的各个时期所需的温度及湿度等进行实时的监控。温湿度控制对于单片机的应用具有一定的实际意义，它代表了一类自动控制的方法。而且其应用十分广泛。
2功能需求设计
此温湿度测控系统是基于单总线技术及其器件组建的。该系统能够对大棚内的温度进行采集，利用温度传感器将多功能农田内温度的变化，变换成数字量，其值由单片机处理，最后由单片机去控制液晶显示器，显示多功能农田内的实际温度，同时通过与预设量比较，对大棚内的温度进行自动调节，如果超过我们预先设定的温度限制，温度度报警模块将进行报警。这种设计方案实现了温度实时测量、显示和控制。该系统抗干扰能力强，具有较高的测量精度，不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，性价比高，可维护性好。这种温度测控系统可应用于农业生产的多功能农田，实现对温度的实时控制，是一种比较智能、经济的方案，适于大力推广，以便促进农作物的生长，从而提高多功能农田的亩产量，以带来很好的经济效益和社会效益。
系统功能结构图如图1所示：
28
卜纪清：基于单片机的智能温室大棚温度控制系统设计与仿真
温度检测模块
复位模块 分析模块 显示模块 温度调节模块 晶振模块
图1 系统功能结构图
报警模块 3详细设计
3.1温度检测模块
分析要实现的功能，选择合适的器件，进行线路连接，以实现功能，利用Proteus仿真开发工具进行设计。温度检测模块设计图如图2所示：
图2 温度检测模块设计图
29
卜纪清：基于单片机的智能温室大棚温度控制系统设计与仿真
(1)温度检测模块主要参数 ①电压范围：3.0～5.5V ②测量范围：－55℃～＋125℃ ③测量误差：±0.5℃
④最高测量精度：0.0625℃，
(2)DS18B20的外形及管脚排列如图3所示：
图3 DS18B20的外形及管脚排列
(3)DS18B20引脚定义：
①DQ为数字信号输入/输出端； ②GND为电源地；
③VDD为外接供电电源输入端(在寄生电源接线方式时接地)； 3.2分析模块
此系统的分析模块主要是运用AT89C51单片机对采集到的数据进行分析，将得到的数据输出。
(1)单片机的极限工作参数如下： ①工作温度：-55~+125℃ ②储藏温度：-65~+150℃ ③任一脚对地电压：-1.0~+7.0V ④最高工作电压：6.6V ⑤直流输出电流：15.0mA (2)分析模块设计图如图4所示：
30
卜纪清：基于单片机的智能温室大棚温度控制系统设计与仿真
图4 分析模块设计图
3.3温度调节模块
多功能农田温度自动环境监测系统温度调节模块主要用键盘电路来完成调节功能。主要是用于设定临界温度，由三个按键组成，其中一个按键用于选定对高温阈值还是低温阈值进行设定，另外两个按键的作用分别对设定的温度进行加、减。温度调节模块如图5所示：
图5 温度调节模块设计图
31