基于单片机的温室大棚的环境湿度控制--开题报告

云南农业大学本科生毕业设计开题报告工程技术学院电气工程及其自动化专业(工科)2008级设计题目：温室大棚环境的湿度监测和控制问题的研究——基于单片机的湿度检测系统毕业设计起止时间：2011年10月08日～05月12日(共12周)学生姓名：任妮学号：20081214指导教师：孙憬报告日期：2011年10月17日云南农业大学教务处制2011年10月17日云南农业大学毕业设计开题报告1．本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述我国持续、快速的经济增长和人民生活质量的改善，对环境控制提出了更高的要求。对环境湿度自动监测、环境污染治理作为环保产业的重要内容，在我国已大力展开，无论在理论上还是在实践上都取得了很大进展。为系统运行服务（自动检测、优化、控制）的控制理论，在环境监测、环境治理中应扮演怎么样的角色呢？我们将环境监测、环境治理过程的自动控制技术称之为环境控制自动化。环境控制自动化对从事控制理论研究的研究者来说，是一个新的应用领域，也是极有发展前景的领域，环境控制自动化的研究不仅具有重要的理论意义，也具有重大的实际应用价值。随着社会对于鲜花和热带苗木需求的不断增加，各种温室大棚的数量也在不断增加。这些温室大棚有的虽然安装有各种加湿、除湿设备，但对于湿度的测量和设备的操作大多还是由人工来完成的。当温室较大时，操作人员的劳动强度很大。本文介绍的基于单片机和湿度传感器的温室湿度控制系统可完成对温室内湿度的自动测量和调节，大大降低了劳动强度。温室湿度控制系统，采用湿度传感器和单片机，实现了对温室内湿度的自动测量和调节。具有设计结构简单、体积小、实时性好，制造成本低、简单可靠等优点，有广阔的推广前景。2．本人对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析温室大棚在现代农业生产中发挥着巨大的作用，合理控制温室内的湿度对植物的生长有着重要的意义。设计一种低成本、功能较全，设计结构简单、体积小、实时性好，制造成本低、适用范围广等优点。本设计适用于中小型温室环境内湿度的控制系统，选用对温室环境内一种简单适用的空气湿度的检测系统，该系统选用湿度传感器及A/D转换电路，显示电路，报警电路，继电器控制的加湿器和通风电路组成，初步实现了温室大棚的自动化管理，大大降低了劳动强度。湿度传感器的合理选择，A/D转换电路的选择，最后是显示和报警电路的选择，构成一个完整湿度检测系统。当传感器检测出外部空气干燥时，报警电路报警，启动加湿器工作；当湿度传感器检测出空气过湿时，报警电路动作，启动干燥设备工作。云南农业大学毕业设计开题报告3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路本次设计的主要的问题是在传感器的选择和主电路的确定上，最大的困难就是既要实现对湿度的精确检测，还要同时进行自动调节，最主要的就是软件的设计。在传感器的选择上有以下几种方案进行选择。方案一：采用HOS-201湿敏传感器。HOS-201湿敏传感器为高湿度开关传感器，它的工作电压为交流1V以下，频率为50HZ～1KHZ，测量湿度范围为0～100%RH，工作温度范围为0～50℃，阻抗在75%RH（25℃）时为1MΩ。这种传感器适用于开关的传感器，不能在宽频带范围内检测湿度，因此，主要用于判断规定值以上或以下的湿度电平。然而，这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性。方案二：使用湿度传感器HS1101/HS1100优点：全互换性；在标准环境下不需校正；长时间饱和下快速脱湿；可以自动化焊接，包括波峰焊或水浸；高可靠性与长时间稳定性；快速反应时间。湿度传感器HS1101/HS1100的缺点是选择HS1101/HS1100时，进行湿度补偿时外围的电路比较复杂，对测量的准确性，会产生干扰。方案三：使用湿度传感器HM1500/HM1520测湿范围在0～100％RH，输出电压为1～4V，稳定性较好，长期稳定性0.5％RH／年；抗腐蚀能力强，有良好的互换性；工作电压范围为4.75～5.25V，典型值为5V；工作电流为0.4mV，漏电流不大于300µA；工作温度范围为－30℃～+60℃。综合比较方案一、方案二和方案三，方案一虽然满足精度及测量湿度范围的要求，但其只限于一定范围内使用时具有良好的线性，可有效地利用其线性特性，而且还不具备在本设计系统中对温度-30～50℃的要求；方案二进行湿度补偿时外围的电路比较复杂，对测量的准确性，会产生干扰。因此，我们选择方案三作为本设计的湿度传感器。4．完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助软件等)及解决的办法[1]何立民.单片机应用技术大全[M].北京：北京航空航天大学出版社，1994[2]张毅刚.单片机原理及接口技术[M].哈尔滨工业大学出版社，1990[3]谭浩强.单片机课程设计[M].北京：清华大学出版社，1989[4]楼然苗.51系列单片机设计实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2002[5]李刚.51系列单片机系统设计与应用技巧[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004[6]单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用[M].北京：国防工业出版社，1999.8[7]黄继昌，张海贵，程宝平.检测专用集成电路及其应用[M].人民邮电出版社，2006[8]黄德胜，吴星明，刘敏.基于DSP的数字化温湿度智能控制器设计[J].微计算机信息.2003,19(5):18-26[9]金伟正.温湿度检测控制系统的研制[J].电子与自动化.2000(2):25-27云南农业大学毕业设计开题报告5．完成本课题的工作方案及进度计划初期：查阅相关资料，了解课题的方向和发展，初步制定实现的方案，有大体的思路比较几个方案，最终确定出最理想的方案中期：朝着预定的方向确定控制方案的类型，然后分别分析所确定的控制方案的各个电路的工作原理、特点及其可行性。末期：最终确定方案，做出设计的全部内容，查找错误并完善设计。6．指导教师审阅意见指导教师(签字)：年月日说明：1．本报告必须由承担毕业设计课题任务的学生在第1周至第3周独立撰写完成，并交指导教师审阅。2．每一个毕业设计课题撰写开题报告一份，作为指导教师审查学生能否承担该毕业设计课题任务的依据，并接受学院和学校的抽查。