花房温室系统电路程序设计

当今社会是市场经济迅速发展、越来越多的人喜欢养殖一些名品的花卉，这些珍贵的花卉通常都是南方品种，现在这些花卉被移植到北方来养殖及其困难，对于冬天来说，北方温度较低，花卉需要一定的温度湿度才能存活，这就需要我们要在花卉温室系统中合理的控制温度，冬季在12～15℃较为合适。目前，市面上温室应用智能控制的为数不多，并且价格昂贵，操作复杂和性能不稳定，不适合群众的需求。基于这种条件，我们提出一种切实可行的花房温室系统设计方法，本方法控制简单，性能温度且成本低，在花卉栽培中有一定的应用价值。

我们本着创新和实用的理念，用HOLTEK MCU来代替计算机作为主控制器，做为花房温室检测系统的核心控制部分，利用传感器对温度湿度以及光照强度的检测，并能设置其范围值，如超出范围后能报警并能触发相应信号来调整温室环境因子，并能控制对花房温度进行加热，利用空调对湿度进行调节，利用电机调整遮阳网滚筒机构来调整光照度。

一、花房温室系统总体结构

本花房温室系统主要包括，电源控制部分，温湿度传感器采集模块、测光模块、HOLTEK MCU数据处理部分、资料数据显示和存储部分以及控制外围温度、湿度光照强度的电路。其采用的核心理论——嵌入式电子技术和传感器技术。总体结构图如图1。

1.1传感器采集系统

传感器采集系统作用是将气候参数（温度、湿度和光照强度）转换成电压参数，它是花房温室系系统的主要信息来源，关系到温室系统的检测、和控制的可靠性和准确性。将传感器得到的信号进行信号变换，A/D转换，进行采样，将数字信号输入单片机。

1.2信息处理系统

信息处理系统是整个花房温室系统的核心部分，主要采用了HOLTEK MCU作为主控芯片，将传感器采集到数据存入单片机，然后进行处理，系统主要包括环境因子参数的预设置（包括温度、湿度和光照强度），信号处理和控制三部分。最初将一个时间范围内花卉的生长环境因子按要求进行设置，然后与实时监测到的数据进行比较分析，为控制提供依据，最后向控制电路发出相应的控制信号（温度、湿度和光照强度）。

1.3外围控制执行系统

本系统主要包括一些设备，包括加热器、水泵、空调、通风机和光照调节装置（遮阳网滚筒机构和补充照明设备），这些事自动控制系统的执行装置。

二、花房温室系统硬件电路设计

本花房温室系统以HOLTEK MCU为主控制器，通过单总线与温湿度传感器通讯，发送检测命令，并接收检测结果，用自己内部集成的AD转换芯片将光明电阻随光照变化的模拟电压信号转换得到数字信号，把两次检测到的结果显示到12864液晶上，然后通过输入输出口对按键进行检测，并通过12864液晶的相互配合，使用户设置其相应的范围值。最后将检测结果与设置值相比较，若超过范围则报警并触发相应信号来自动调整实时参数值。

2.1传感器采集系统硬件设计

本系统主要采用了DHT11数字温湿度传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在OTP内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。单总线串行接口，使系统集成变得简易快捷［1］。

2.2微处理器核心模块

本文所设计的花房温室系统采用了盛群单片机公司的8位HOLTEK系列单片机作为核心模块。选取HT46R23微处理器为主控芯片。

外围电路主要包括键盘按钮控制，开关按钮，单片机复位电路，12864液晶显示电路，温湿度信号采集电路。本装置采用32768的晶体振荡器给时钟信号，报警电路。

其中温湿度信号进入单片机PB0口，按键用的是单片机的PA4－PA7口，报警电路用的是PA0口，指示报警灯用PA0－PA1口，12864显示芯片用的是PB4－PB7和PC3、PC4口，AD转换模拟信号采集通道用PB0口。电源采用的是交流供电，通过变压器和整理得到直流供电电源。

三、花房温室系统软件设计

本装置主要包括数据采集输入，处理数据程序，主要通过HOLTEK单片机完成，并在12864液晶上进行显示，并能通过按键控制查找相应的数据，通过软件进行环境因子的预设置，所测数据与设置数据进行比较来控制单片机I/O口，实现报警等功能。软件系统主要包括：

（1）HOLTEK控制程序模块：作为系统的主控制程序模块，通过编程控制其他程序模块的协调工作；键盘程序模块：用来实现课题要求功能，使单片机完成相应的控制功能。

（2）液晶显示程序模块：使用字符型液晶显示器显示要求信息。

总结

本文所设计的花房温室系统设计经过测试运行，证明其性能稳定，工作可靠，较好地实现对温度湿度等指标的控制，主要采用HOLTEK MCU来作为主控制器，能对实现温度湿度以及光照强度的检测，并能设置其范围值，超出范围后能报警并能触发相应信号来调整温室环境因子。可以用于小型温室花卉养殖，对一些名贵品种花卉来北方养殖提供了解决方案，这使得其能投入生产实践创造有利优势。

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