毕业设计之基于单片机的温室大棚自动控制系统(3)

土壤湿度控制部分流程如图2-2:

开始 湿度是否在设定的Y N Y 湿度是否高于设定N 滴灌设备继电湿度是否低于设定Y 滴灌设备继电N 滴灌设备停止滴灌设备开始结束 图2-2 土壤湿度控制流程图

单片机通过温度传感器检测温室的空气温度，当空气温度过高时，就通过控制电路，打开排气扇配合设置在温室大棚顶部的喷雾设备的进行一段时间的温室大棚的降温作业，而当温室温度过低时，则通过单片机自动关闭降温设备的工作，使温度值达到适宜的范围。 若一开始检测的光照度在适宜范围，单片机将维持现有状态。

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空气温度控制流程如下图2-3：

开始 温度是否在设定的Y N Y 温度是否高于设定N 排风扇及喷雾设温度是否低于设定Y 排风扇及喷雾设N 排风扇及喷雾设排风扇及喷雾设结束 图2-3 空气温度控制流程图

光照度的控制主要靠遮阳幕的开关，光照度过高时，系统通过关闭大棚顶部的遮阳幕，避免阳光直射作物，减小光照度，及减少强光对作物生长的影响。当光照度过低时，就打开遮阳幕，增加光照度。如果检测的光照度在适宜范围，单片机将维持现状。

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光照度控制部分流程如下图2-4：

开始 光照度是否在设定的适宜范围内？ N Y Y 光照度是否高于设定的适宜范围上N Y 遮阳幕继电器断光照度是否低于设定遮阳幕继电器吸合 N 遮阳幕关闭 遮阳幕打开 结束 图2-4 光照度控制流程图

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2.3 环境参数检测方案的比较和选择

2.3.1 湿度传感器的选择

单片机作为控制核心，要有被检测信号输入，由单片机处理。如何准确的确定外围环境的各项参数就显的非常重要。

传感器是实现测量与控制的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始信号进行准确可靠的捕捉和转换，系统就无法实现要求的各项功能。工业生产过程中的自动化的测量和控制，大部分主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各项参量，使系统工作在最佳的状态下。

测量土壤湿度的方法有很多种，其原理是根据某种物质从其周围的土壤中吸收水分后引起的物理或化学的性质的变化，间接的获得土壤的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏元件分别是根据其高分子材料吸水后的介电常数、电阻率和体积发生的变化进行湿度的测量。

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，测量范围为0%～100%RH，工作温度为0～50℃，阻抗在75%RH(25℃)时为1MΩ。这种传感器主要用于开关的传感器，不能在宽频域内检测湿度。这种传感器只限于一定范围内使用时具有良好的线性度。

方案二：采用HS1100/ HS1101[3]湿度传感器。HS1100/ HS1101湿度传感器，在电路结构上等效于一个电容器，其电容量随着土壤湿度的增大而增大，不需要校准的完全互换性，高可靠性和长期稳定性，快速响应，专利设计的固态聚合物结构由顶端接触（HS1100）和侧面接触（HS1101）两种封装产品，适用于线性电压输出和频率输出两种电路。

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综合比较方案一和方案二，方案一虽然满足精度和测量温度的要求，但是只是限定于一定的范围内使用时具有良好的线性度。因此，我们选择方案二作为本设计的湿度传感器。

湿度传感器HS1101的特点：相对湿度在1%～100%RH范围内：电容量有16pf变到200pf，其误差不大于0.04pf/。

由此可以看出HS1101具有测量精度高，反应速度高的优点，其湿度－电容响应曲线如图2-5：

RH,响应时间小于5S，温度系数为

HS1101的一些常用参数如表2-1：

表2-1 HS1101常用参数 参数 工作温度 储存温度 供电电压 湿度范围 焊接时间@=260℃ 符号 Ta Tstg Vs RH t 参数值 -40～100 -40～125 10 0～100 10

图2-5 HS1101湿度－电容响应曲线

单位 ℃ ℃ Vac %RH S ·9·

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