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物聯(lián)網(wǎng)資訊
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- 溫室自動控制單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)發(fā)表日期：2014-07-02 來源：托普云農(nóng) 瀏覽次數(shù)：4375次溫室自動化控制在目前比較成熟技術(shù)多以DCS來實(shí)現(xiàn)，這種系統(tǒng)的弊端在于造價(jià)高，布線繁多，維護(hù)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(hù)費(fèi)用都是一個(gè)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(luò)組成，農(nóng)用溫室自動控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(gè)控制單元節(jié)點(diǎn)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(jī)控制，整個(gè)系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)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(jìn)行智能檢測，經(jīng)運(yùn)算比較，控制相應(yīng)的通風(fēng)機(jī)、噴淋器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通、斷電，進(jìn)行相應(yīng)的聲音報(bào)警，其CAS總線接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展和連網(wǎng)。
溫度信號的檢測選用一線式數(shù)字溫度計(jì)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(jì)數(shù)來實(shí)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(dá)0.062590,典型轉(zhuǎn)換速度200ms/次;被測溫度用符號擴(kuò)展的16位二進(jìn)制補(bǔ)碼數(shù)字量方式串行輸出;內(nèi)部非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器可由用戶設(shè)置高、低限報(bào)警值。
濕度信號、二氧化碳濃度等信號的檢測，首先由相應(yīng)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(bào)警門限電壓等可編程;每個(gè)通道有各自的存儲器以存儲電壓范圍設(shè)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(dá)16.3kbps;片內(nèi)16位循環(huán)冗余校驗(yàn)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(shí)僅消耗2.SmDU功率，空閑情況下消耗25wWo
系統(tǒng)時(shí)鐘由DS2417提供，DS2417是帶中斷的一線式實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，中斷時(shí)間間隔可編程;在25℃時(shí)，其時(shí)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(jìn)制秒計(jì)數(shù)器記錄時(shí)間(溢出時(shí)記時(shí)時(shí)間長達(dá)136年)，因此必須根據(jù)實(shí)際需要規(guī)定一個(gè)塞準(zhǔn)(例如將32位全0規(guī)定為2001年1月1日午夜0時(shí)0分0秒)，在此基礎(chǔ)上通過編程算法，依據(jù)讀出的32位計(jì)數(shù)值來獲得相應(yīng)的秒、分、時(shí)以及日、月、年等信息。如果需要的時(shí)間信息較多，編程較為復(fù)雜。
溫室自動控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)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(fēng)機(jī)、噴淋器執(zhí)行機(jī)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(gè)漏極開路輸出場效應(yīng)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(dāng)外圍電路接通了DS2401，通過條件搜索ROVI命冷，可以被計(jì)算機(jī)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(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置和運(yùn)行顯示，對于鍵盤輸入的設(shè)置參數(shù)和運(yùn)行的重要數(shù)據(jù)可存放在一線式EEPROVI芯片DS2433中，進(jìn)行相應(yīng)的斷電保護(hù)?？撮T狗和上電復(fù)位電路由1}IAX813L組成，正常工作時(shí)，單片機(jī)程序定時(shí)送出清零脈沖使芯片內(nèi)部計(jì)數(shù)器清零，芯片無復(fù)位信號產(chǎn)生;當(dāng)單片機(jī)由于外界干擾等原因進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，不再有清零脈沖輸出，1.6秒后}IAX813L芯片送出復(fù)位脈沖，強(qiáng)行使單片機(jī)復(fù)位進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
