基于温室微灌的双湿度（土壤和空气湿度）自动测控系统设计与研究

【摘要】： 本文详细地阐述了以单片机为处理器的双湿度(空气湿度和土壤湿度)自动测控系统的硬件、软件及可靠性设计等问题。该系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，由传感检测电路、信号处理电路、外设(键盘、显示器、打印机等)配置接口电路、输出控制电路、故障及越限报警电路等构成。它能够实现多路采集输入和多路输出控制功能，通过传感器实现自动闭环控制和开环控制等控制模式，并具有系统故障报警和参数越限报警功能。 硬件设计方面，空气湿度的检测采用经济实用的HM1500型电容式湿度传感器，土壤湿度的检测采用国内最新研发的SWR小型土壤湿度传感器；A／D转换采用了ADC0809芯片；为了满足系统功能需要，采用8255A可编程并行I／O接口芯片对AT89C51的I／O口进行了相应的扩展；键盘、显示器分别采用了独立式按键和LED数码管；打印功能采用与PC机通信来实现；故障及越限报警采用压电式蜂鸣器；输出控制电路由三极管、光电耦合隔离器、继电器等组成。软件设计采用了目前流行的模块化编程方法，软件的开发全部采用了实时性很强的汇编语言。主要程序模块包括：系统监控程序；键盘识别程序；键盘状态分析程序；A／D转换程序；闭环控制程序；开环控制程序；参数设定程序等。为了提高系统的可靠性，在软硬件设计方面均采取了相应的抗干扰措施，如采用微处理器监控器MAX706来监视系统程序运行和数字滤波技术等。 经实验仿真调试表明：该系统具有较高的可靠性，能够实现预期设计功能，具有较高的性价比，可进行二次开发。最后，对该测控系统的进一步完善和开发作出了可行性建议。