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- 溫室自動控制單片機系統(tǒng)的硬件設計發(fā)表日期：2014-07-02 來源：托普物聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：4051次溫室自動化控制在目前比較成熟技術(shù)多以DCS來實現(xiàn)，這種系統(tǒng)的弊端在于造價高，布線繁多，維護比較麻煩。在我國，多數(shù)的農(nóng)業(yè)溫室規(guī)模都不是很大，這種高投資及維護費用都是一個比較難以承受的。
在這里介紹一款農(nóng)用溫室自動控制采用現(xiàn)場總線式集散控制系統(tǒng)FDCS結(jié)構(gòu)，由操作站、控制單元及CA}i現(xiàn)場控制網(wǎng)絡組成，農(nóng)用溫室自動控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡組成框。操作站主要完成控制系統(tǒng)離線組態(tài)、生成及在線系統(tǒng)監(jiān)控;多個控制單元節(jié)點各自公立莞禽篡退室控例;通i}CAN現(xiàn)場總線，在操作站和控制單元之間，交換各種救據(jù)和管理控制信息。
農(nóng)業(yè)溫室單片機控制，整個系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心，采用單總線技術(shù)對溫度、濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)進行智能檢測，經(jīng)運算比較，控制相應的通風機、噴淋器等執(zhí)行機構(gòu)的通、斷電，進行相應的聲音報警，其CAS總線接口實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展和連網(wǎng)。
溫度信號的檢測選用一線式數(shù)字溫度計DS18B20,它利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，通過對振蕩周期的計數(shù)來實現(xiàn)溫度測量oDS18B20具有3引腳TO-92小體積封裝形式;溫度測量范圍為一55}+125℃，可編程為9-12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.062590,典型轉(zhuǎn)換速度200ms/次;被測溫度用符號擴展的16位二進制補碼數(shù)字量方式串行輸出;內(nèi)部非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器可由用戶設置高、低限報警值。
濕度信號、二氧化碳濃度等信號的檢測，首先由相應的傳感器和信號調(diào)理電路將其轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后掛接到DS2450上。DS2450是一線式四通道逐次退近式A/D轉(zhuǎn)換器，其輸入電壓范圍、轉(zhuǎn)換精度位數(shù)(2一16位)、報警門限電壓等可編程;每個通道有各自的存儲器以存儲電壓范圍設置、轉(zhuǎn)換結(jié)果、門限電壓等參數(shù);普通方式下串行通信速率達16.3kbps;片內(nèi)16位循環(huán)冗余校驗碼生成器可用于檢測通信的正確性;DS2450采用8引腳SOIC小體積封裝形式，芯片正常工作時僅消耗2.SmDU功率，空閑情況下消耗25wWo
系統(tǒng)時鐘由DS2417提供，DS2417是帶中斷的一線式實時時鐘芯片，中斷時間間隔可編程;在25℃時，其時間誤差為12分鐘/月;DS2417采用6引腳TSOC小體積封裝形式，芯片消耗功率低，僅吸收200nA的電流。由于芯片采用32位二進制秒計數(shù)器記錄時間(溢出時記時時間長達136年)，因此必須根據(jù)實際需要規(guī)定一個塞準(例如將32位全0規(guī)定為2001年1月1日午夜0時0分0秒)，在此基礎上通過編程算法，依據(jù)讀出的32位計數(shù)值來獲得相應的秒、分、時以及日、月、年等信息。如果需要的時間信息較多，編程較為復雜。
溫室自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)采用開關(guān)t控制，選用可尋址的一線式控制開關(guān)DS2405，由它送出一位0或1控制碼信息，先觸發(fā)光電禍合器，經(jīng)功率放大，驅(qū)動繼電器、晶閘管或固態(tài)繼電器，控制通風機、噴淋器執(zhí)行機構(gòu)等的開啟與關(guān)閉。DS2405的工作原理是由單總線上的數(shù)據(jù)作為開關(guān)信號，控制一個漏極開路輸出場效應管的通斷狀態(tài)，其輸出引腳吸收能力大于4mA，具有TO-92三腳塑封、SOT-223四腳平面封裝和C-Lead六腳表面安裝三種封裝形式。
對于溫室自動控制中所需要的數(shù)字輸入信號，可選用DS2401oDS2401是符合單總線協(xié)議的ROVI硅片，當外圍電路接通了DS2401，通過條件搜索ROVI命冷，可以被計算機查詢到該愉入開關(guān)食的狀態(tài)。
鍵盤輸入與比D顯示電路由8279驅(qū)動，以進行系統(tǒng)設置和運行顯示，對于鍵盤輸入的設置參數(shù)和運行的重要數(shù)據(jù)可存放在一線式EEPROVI芯片DS2433中，進行相應的斷電保護?？撮T狗和上電復位電路由1}IAX813L組成，正常工作時，單片機程序定時送出清零脈沖使芯片內(nèi)部計數(shù)器清零，芯片無復位信號產(chǎn)生;當單片機由于外界干擾等原因進入死循環(huán)時，不再有清零脈沖輸出，1.6秒后}IAX813L芯片送出復位脈沖，強行使單片機復位進入正常工作狀態(tài)。
