基于单片机的温室数据采集系统.ppt

基于单片机的温室数据采集系统 目录 温室控制系统简介 系统的总体设计 系统的硬件配置 系统的软件设计 背景 原理 温室数据采集系统 意义 温室的数据采集 是指从传感器和其它待测设备中获取温室环境因子信息 并进行处理的过程 温室是信息农业的重要组成部分 其数据采集和自动控制技术不断得到提高 温室数据采集系统 是根据温室的具体特性 结合计算机的硬件和软件技术 用户自定义的 灵活多变的温室各环境因子的测量系统 它是控制器与外部物理世界连接的桥梁 随着计算机技术 智能控制理论和农业的信息化管理的进步 它的重要性越来越显著 控制系统的性能很大程度上取决于其数据采集系统的性能 为了对温室环境进行理想的控制 就必须要对温室内外的环境进行准确地釆集 实时掌握温室内外各环境因子的数值和作物的生长状况 温室现场采集器 监控室上位PC机 对传感器输出的信号进行转换 处理 存储和显示 并与上位PC机进行通信 上位PC机通过组态软件对采集器传送来的数据进行集中管理 在上位PC机上能观测温室现场每一个环境因子的实时数据和历史数据 对采集到的数据进行存储 生成环境因子的实时趋势曲线和历史趋势曲线 整体结构图 将模拟信号转换成数字信号 由于单片机只能处理数字信号 故需要转换电路将各传感器送来的模拟信号在送到单片机之间转换成数字信号 用于温室中的采集器与监控室中的上位机通信 完成电平的转换 分为程序存储器和数据存储器 程序存储器用于存放单片机程序数据存储器用于存放采集器测得的历史数据 内部总线的选择 采用I2C串行扩展总线 外部总线的选择 采用RS 485通信协议 采用平衡发送和差分接收的方式传输数据 单片机为主控器件 外围的器件都是从器件 总线工作在主从工作方式 大气温度 湿度传感器 土壤温度 湿度传感器 二氧化碳传感器 光照传感器 测量精度 0 5 C 测量范围 50 100 C 输出4 20mA的电流信号 测量精度 3 分辨率 0 5 测量范围 5 100 输出1 4V的电流信号 量程 0 100 测量精度 2 输出0 20mA电流信号 测量精度 300ppm 分辨率 1ppm 测量范围 0ppm 2000ppm 输出0 5 4 5V电压信号 测量精度 5 光谱范围 00nm 770nm测量范围 500lux 150000lux 输出0 5V的电压信号 采集器硬件包括若干个模块电路 包括单片机吋钟电路和复位电路 A D转化电路 键盘电路 显示器电路 片外程序存储器电路 数据存储器电路 电子表电路 通信电路 看门狗电路等 A D转化电路 片外程序存储器电路 片外数据存储器电路 采集器的软件设计是整个系统设计的核心 硬件只为温室的数据采集提供了一个平台 只有在软件的配合下才能完成预先确定的各种功能 软件的设计具有很大的灵活性 可以根据系统的要求而变化 同一套硬件系统 配上不同的软件系统 实现的功能就完全不同 本系统软件设计采用了通用的模块化的设计方法 根据硬件配置将软件功能分为若干个模块 每一个模块为一个子程序 例如 数据采集子程序 显示子程序 键盘控制子程序 通信子程序和器件操作子程序 各个子程序模块分别进行设计 编写和调试 所有的软件模块均调试成功以后 将各个模块融合成一个总程序 总程序调试成功后 再生成文件 装机进行验证 模块化设计思想使