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客户成功故事与项目成功案例

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。

图 1 花房温室系统总体结构图

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。

以上就是我们深圳市组创微电子有限公司为您介绍的花房温室系统开发示例。如果您有蓝牙耳机方案开发需求,可以放心交给我们。我们代理多种单片机、语音芯片、双模蓝牙IC、wifi芯片。品牌有松翰单片机、应广单片机、杰理蓝牙、安凯蓝牙、全志、瑞昱(realtek)。我们的技术服务范围有:PCB设计、单片机开发、蓝牙方案、软硬件定制开发、APP开发、小程序开发、微信公众号开发等。还可以承接智能电子产品方案设计、生活电器开发、美容仪器研发、物联网平台应用、智能家居控制系统、TWS耳机、蓝牙耳机音箱开发、儿童益智玩具方案开发、电子教育产品方案设计等。