基于虚拟仪器技术的温室环境无线检测系统

2011-10-08 23:10:33来源: 互联网

1 引言

  温室是利用可调控的技术手段,在不适宜露地植物生长的季节用来栽培植物的设施[1]。它可改变植物生长的外部环境,为植物创造最佳条件,从而达到高效、高产的目的。20世纪90年代,大规模的温室开始引进农业生产,并逐渐成为设施农业的重要内容。目前,我国温室的建造面积已超过120万公顷,跃居世界第一。但是我国商品化温室普及率很低,60%以上为简易日光温室,温室环境参数主要靠人工检测[2]。人工检测温室环境工作量大,效率低,阻碍了温室的规模化发展。

  随着科学技术的不断进步以及计算机技术的普及,温室环境的自动控制成为温室建设的目标,温室管理智能化成为温室发展的方向。温室环境的检测是实现自动控制和智能化的基础。世界发达国家如荷兰、美国、英国、日本等大力发展集约化的温室产业,智能化温室测控系统已经得到应用,温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算机调控,遥测技术、网络技术、控制局域网也在温室的自动管理控制中得到了广泛应用[3]。我国的温室环境检测起步较晚,但也产生了一批有价值的研究成果,华中科技大学开发了基于PLC 的温室环境智能控制系统[4],浙江大学开发出掌上型温室环境测控系统[5],延安大学研制了基于单片机的温室环境数据采集终端[6]。但由于成本和技术普及等方面的限制,温室环境参数的自动检测系统在实际生产过程中的应用受到严重制约,限制了温室环境自动检测系统的推广和应用,因此开发一套适合我国国情的低成本,易用、易安装的无线温室环境检测系统对于温室环境的自动化控制和智能化管理具有重要意义。

2 系统组成

  本文介绍的温室环境无线检测系统由数据采集终端、无线传输模块和监控中心三部分组成。数据采集终端主要由单片机系统和各参数检测传感器组成,实现温室温度、湿度、光照度、二氧化碳浓度的前端采集、数据转换以及临时存储;采集的数据定时通过GSM无线网络传送到监控中心;监控中心为安装有笔者开发的温室环境无线检测系统软件的普通计算机, 负责对温室环境参数的处理、分析、显示以及储存,如果温室环境参数变化异常,监控中心将通过GSM网络以短消息的模式发送到温室相关管理人员的手机中进行及时提醒,同时,监控中心还可以通过GSM网络随时向数据采集终端发送指令,对传感器参数、无线传输参数进行调整和修改,查看网络系统中的任何温室的环境参数。系统结构组成图如图1所示。

图1.系统结构组成图

3 数据采集终端

3.1 终端硬件设计

  数据采集终端的核心选用AT89C51单片机。单片机与PLC和ARM系统相比,具有体积小、电路简单、技术成熟、功耗低等优势。因为温室环境参数数据量小,变化缓慢,速度和精度要求不高,单片机的性能完全满足具体的使用要求,并且可以大大降低系统成本。AT89C51单片机是一种高性能8位单片机,采用了CMOS工艺和NURAM技术,输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。本文设计的数据采集终端硬件结构图如图2所示。

[1] [2] [3]

关键字:虚拟仪器  温室环境  无线检测

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1008/article_3634.html
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