基于单片机的农业大棚环境监测系统设计(8)

2019-05-24 20:55

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串行数据传输进行离线分析LCDADC0809AT 89S52硬件控制传感器键盘 图1 实验装置的示意图

我们已经选择了ADC0809,因为它有8个通道,由微处理器兼容ADC的是容易获得的[4]。它将换能器的模拟信号转换成相对于该基准电压的数字值,在我们的情况下是2.5 V.这利用TL431,它是一个可编程并联电压获得的参考电压2.5 V至36 V的输出电压范围内引用,就像齐纳二极管[5]。用于转换,ADC需要是从IC555供给的基准频率在非稳态振荡器的形式。用于测量温度传感器是LM35这是在℃,校准,并在+10 mV的线性?°C标度因数为0.5°C的精度[6]。传感器的校准曲线如图2。

图2 电压与温度校准曲线

3) 控制器部分:模拟值由ADC转换成数字值,是拾取的AT89S52单片机是一种低功耗,高性

能互补金属氧化物半导体(CMOS)的8位微型计算机8 KB的闪存的可编程和可擦除只读存储器

[7]

(EPROM)。

4) 显示部分:由于它显示从接收到的数据是必要的微控制器,一个液晶显示器44780的LCD

[8,9]

使用其为2×16行显示。

5) 温度控制部分:这部分由继电器控制的硬件开始冷却由用户和蜂鸣器通知设置保持温度变[10,11]化。

6) 硬件控制:简单按钮用于设置温度和给数据传送到PC的时间。一个12V继电器用于控制在一个LED设定温度。该系统的原理图在图3中示出我们正在制造用于在单个板上的实验整个系统被示在图4中。

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图3 嵌入式控制硬件电路 - 示意图

3.2 软件简介

软件开发目前的工作包括两个主要模块。一个是基于数据的在线监测和控制,而另一个是离线分析存储在计算机中。本条款限制了它在第一个模块保持第二工作模块,用于未来的发展。软件使用C和汇编开发语言。

下面给出了在线监测和温度控制算法:

1) 第一步是初始化密钥,中断矢量面板和液晶

2) 定义微控制器ATMEL89S52的P3端口作为输出端口

3) 通过ADC0809的温度和光照的两个不同的渠道获取数据强度固定的时间间隔后连续 4) 从不同渠道获得的值转换为显示器的适当形式

图4 照片所制作的系统

5) 显示温度和光照强度液晶面板的相应值在循环的模式 6) 启动硬件设备,如果感觉温度高于设定温度时采取行动 7) 温度的新的价值可以通过四个按键进行如下设置:

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a) 先按键一次,显示设定温度的现在最高值(TH),然后按两次键可显示设定温度(TL)的现有最低值,并且光标定位在单元位置 b) 在单元位置增量第二个关键

c) 用于在一个时间内左移三关键位置 d) 设置新的温度值替换前一次四关键

8) 数据RS232传输速率的新值使用键盘设置如下:

a) 显示传输速率设置的现有值按第一键三次,空白光标在单元位置 b) 在单元位置增量第二个关键

c) 用于左移动一个位置三键在一个时间 d) 设置数据RS232的新的传输速率四关键 9) 返回到步骤3

用于监测和控制温度的流程图在图5中给出。

开始初始化按键,中断向量,液晶面板分配P3作为输出端口得到ADC0809数据要设置新的温度值传输时间更改为RS232如果数据来自临时通道如果数据来自LDR通道a)先按键一次,显示设定温度的现在最高值(TH),然后按两次键可显示设定温度(TL)的现有最低值,并且光标定位在单元位置b)在单元位置增量第二个关键c)用于在一个时间内左移三关键位置d)设置新的温度值替换前一次四关键转换成相应的数据a)显示传输速率设置的现有值按第一键三次,空白光标在单元位置b)在单元位置增量第二个关键c)用于左移动一个位置三键在一个时间d)设置数据RS232的新的传输速率四关键转换成相应的数据在LCD上显示在LCD上显示如果感知温度>设定温度启动硬件设备用于冷却如果感知温度<= 设定温度关闭硬件散热

图5 流程图

4 结论

在本系统中,温度测量和光强度从ADC信道进行。通道的性能进行区分的基础上的其精度。精度表示传感器可以如何紧密地测量实际或真实世界参数值。更准确的一个传感器,更好地将它执行。为了实现这一点,最好用标准数字温度计进行。既然是LM35所以校准过程线性置产生良好的结果(每度上涨,10毫伏是上升)。然后,在液晶显示的温度与标准相比,从数字温度计温度1小时和结果的间隔示于表1。

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表1 温度比较LCD与数字标准温度温度计 时间(小时:分钟)

6:00 am 7:00 am 8:00 am 9:00 am 10:00 am 11:00 am 12:00 noon 1:00 pm 2:00 pm 3:00 pm 4:00 pm 5:00 pm 6:00 pm 6:00 pm

显示的温度 (°C)

21.0 21.6 21.7 21.9 22.2 22.5 23.1 23.5 23.8 24.3 23.7 23.4 22.9 22.9

温度计温度(°C)

21.21 21.54 21.73 21.98 22.28 22.44 23.22 23.58 23.88 24.32 23.76 23.36 22.86 22.86

由于在微控制器的结果是单小数校准校正多达只有一个小数。继电器的上?断开状态是通过使两个循环设置值作为高温极限(TH = TSET)和低温极限(TL = TSENSE)。由周围的环境设定的设定条件中的滞后或环形式温度,它极大地减少周围的一组装置的波动温度。这里我们写的软件给控制器,以在设备上切换在TH和TL在关闭设备。再次达到TH时,设备被重新开机上。作为一个例子,我们设定的温度范围为TL =23℃和TH= 24℃,并观察结果示于表2中给出。

我们进行的实验验证了设定值的正确性和外部硬件的性能。表2的ON?OFF条件是在图6中图示。

表2 设定的温度范围当中观察到的结果TL =23℃和H =24℃

温度设定值(°C) TL = 23 °C TH = 24 °C

LED状态 ON OFF

时间(小时:分钟)

3:00 pm 6:00 pm

图6 ON / OFF硬件在设定值状态

通过RS-232是通过键盘控制的数据传输的速率,以及任何被声明为间隙,在该数据应被传送的时间以PC准确地实现。例如,如果我们有设置用于数据传输的时间如2小时,即在2小时的间隙,在该时刻的温度值将被转移到PC。随着传输时间设定值的不同的价值观,我们已经完成了实验和它工作正常。

该系统可以通过开发用于离线必要的软件可以进一步提高存储在PC anlysis.The数据将使系统,使历史与智能分析做出有效的决策。

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致谢

作者感谢“嵌入式学习TICO学院”,新德里的工作人员,工作期间时间咨询提供技术支持和时间。

参考文献

[1] A Goswami, T Bezboruah and K C Sarma Proc. of the International conference on emerging technologies and applications in engineering, technology and science during 13th -14th January, Rajkot, India 1pp105 (2008) [2] www.ni.com/dataloggers – A Review of PC-Based Data Logging and Recording Techniques [3] Muhammad Ali Mazidi and Janice Gillispe Mazidi The 8051 microcontroller and embedded systems (India, Pearson education ltd.) (2007)

[4] National Semiconductor Corporation, ADC 0809 data sheet, 8-bit Microprocessor compatible A/D converters with 8-channel multiplexer, National Semiconductor data book, October updates (2002) [5] S T Microelectronics data book, March, publication http://www.st.com (2002)

[6] National Semiconductor Corporation, LM35 datasheet, precision centigrade temperature sensors, Atmel data book, November (2000) update

[7] Atmel corporation, AT89S52 data sheet, 8-bit microcontroller with 8k bytes flash, Atmel Data book (2000) update

[8] http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_crystal_display

[9] Introduction to LCD programming tutorial by Craig Steiner Copyright 1997-2005 by Vault Information Services LLC (http://8052.com/tutlcd.phtml)

[10] H S Kalsi Electronic instrumentation (New Delhi) Tata McGraw-Hill Ltd. (1999) [11] http://en.wikipedia.org/wiki/temperature-measurement.

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