基于单片机的蔬菜大棚温度自动控制系统设计

注：文本框可根据需求改变颜色、移动位置；文字可编辑答辩人：xxx导师：xxXxxxxxxxxxxxxxxx基于单片机的蔬菜大棚温度自动控制系统设计目录绪论总体设计分模块设计软件设计仿真绪论研究背景发展趋势发展的形势：经济社会对农产品的种类和数量需求、耕地面积的变化自然环境：南北气候差异网络化、连接无线化、精确模型、高效算法总体设计系统框架温度对植物生长发育的影响光合作用、呼吸作用、生长发育、升级目标：不同作物表格温度控制系统、PC端管理软件各模块功能总体设计控制系统框图协调器功能Set_T的设定控制系统工作过程分模块设计人机交互模块1个输入模块、2个输出模块分模块设计主控制器各引脚对应的功能风机和加热器分模块设计信号形式：PWM波驱动电路开关器件放在一块的说的原因风机选用：电机+扇叶加热器选用：PTC暖风机分模块设计PTC加热器特性居里点附件恒温负反馈：温度-电阻-功率(U2/R)-温度风机分布随场地改变温度扩散通风口分模块设计为什么要开辟通风口：温室效应5℃通风口结构：电机+导轨+窗户选用步进电机的理由电路工作过程：环形计数器、抽头12V、ULN反向、两相四拍分模块设计温度和光照采集温度DS18B20单总线、写ROM命令+写暂存器命令+发送/接收数据、200ms光照BH1750DVI复位：上电复位1us、一阶环节调节时间2.2T分模块设计电源管理模式切换原理分模块设计通信模块自动收发使能：为什么采用？原理？数据的输送流程分模块设计时钟模块软件设计各模块驱动程序人机交互风机和加热模块驱动程序开始关中断，T0停止计数，重载T0计数初值T0开始计数CountPWM_H升温Y风机开、暖风机开Y风机开、暖风机关NCountPWM_TN风机关、暖风机关YCount=0N返回其他服务(如键盘扫描等)开中断Count++PWM波产生通风口模块驱动：74ls194移位+中断调用（理由=步进电机完成转动需要时间）软件设计通风口驱动开始第一次执行74ls194置数Y正转N74ls194右移74ls194左移发送一个触发脉冲返回开始目标状态与当前状态一致转过相数小于4使电机转一相Y转过相数加1电机要转的周数减1N转过相数归0电机要转的周数为0当前状态变更为目标状态YN结束YN软件设计温度和光照采集模块对DS18B20的一次完整的操作：写ROM命令、写暂存器命令、发送/接收数据BH1750采用I2C通信，即主从结构：地址、命令、数据通信模块通信格式：[地址][开始][有效帧长度][命令][数据1][数据2]...[数据n][校验码][结束]有效帧长度是从[有效帧长度]本身到[校验码]的长度命令种类：……握手的作用校验码是将[有效帧长度]加到[数据n]的和例如：握手帧00AA03888B55模糊PID控制算法软件设计模糊控制器控制PID的Kp、Ki、Kd数字PID算法：连续PID离散化位置式-增量式PID-积分项分离比例、积分、微分作用，若仅有P如何，加入I作用，加入微分（超前）模糊控制器举例说明模糊子集：阳光亮度变量L亮正常暗模糊化：求出e和ed对论域中各模糊子集的隶属程度开始将e和ed变换到定义的模糊论域模糊化e和ed根据模糊化的e和ed查规则表得到模糊输出，同时比较E和ED的真值并取小求所有模糊输出中的最大隶属度和其对应的模糊子集结束返回输出值采用类似加权平均的方法解模糊模糊推理三段论，大前提、小前提、新命题解模糊，输出控制软件设计若没有说清楚，举一个例子说明e=1，ed=1.5，求输出Kp简单说来就是根据e和ed判断当前系统状态由经验来在线改变Kp,Ki,Kd软件设计系统主程序开始系统初始化用户设定本机通信地址用户设定目标温度范围设定报警温度范围切换系统状态为控温状态系统状态为控温设定是否允许系统在目标温度范围内根据光照自动变温NY命令传感器开始转换数据读取传感器数据N计算Kp、Ki、Kd更新控制动作有PC消息传来N调用启动转换的子程序Y调用读取数据的程序更新温度数据，包括设定目标温度、温度误差、误差变化率等调用模糊算法计算Y调用PID计算程序Y显示实时和目标温度、显示温度变化情况、显示光照等情况更新输出调用处理通信消息子函数YNNNY软件设计上位机程序根据界面介绍软件及其实现过程仿真稳压电路温度控制系统初始化设置仿真控制风机和加热器的PWM波的仿真仿真通风口电机转动仿真系统工作时的LCD界面仿真控制系统与PC端服务软件的联合仿真仿真致谢谢谢各位老师的批评指正！