本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種寒地水稻育秧大棚智能控制系統(tǒng)。

背景技術：

設施農(nóng)業(yè)是人為地采取一定的技術和設施，通過改變小范圍環(huán)境因素( 溫濕度、水分、肥料、土壤溫濕度及光照等) 來滿足植物的生長需要的一種技術?？梢?，設施農(nóng)業(yè)是一種擺脫了依賴自然環(huán)境的一種有效的生產(chǎn)農(nóng)業(yè)。在設施農(nóng)業(yè)方面研究有所成就的實例很多: 王巍等人以MSP430F149為核心研究的無線傳輸模式的溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)； 田芳明等人同樣以MSP430F149為核心研制了溫室大棚監(jiān)控系統(tǒng)，通過觀測室內(nèi)的PC機及手機終端監(jiān)控棚內(nèi)各點的實時信息，實現(xiàn)了自動電動卷簾功能和棚內(nèi)的電磁開關微噴功能等。

AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了幫助農(nóng)戶更好地監(jiān)測、控制水稻生長環(huán)境，設計了一種寒地水稻育秧大棚智能控制系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

寒地水稻育秧大棚智能控制系統(tǒng)由單片機、復位電路、空氣溫度檢測、空氣濕度檢測、土壤溫度檢測、土壤水分檢測、鍵盤及顯示及控制電路等部分構成。其對空氣中的溫濕度、土壤溫度及水分等的采集是通過數(shù)字式傳感器實現(xiàn)的。數(shù)字傳感器監(jiān)測到的數(shù)值通過JM12864F顯示；同時，設置了4個按鍵控制卷簾電機；當監(jiān)測到的數(shù)值超出了系統(tǒng)所設定數(shù)值的上下限范圍時，單片機開始對電路進行控制，以方便用戶進行控制。

所述的時鐘電路主要為單片機的工作提供時間基準，在XTAL1和XTAL2之間接一個晶振及兩個電容就構成時鐘電路，電路中的電容和石英晶振對振蕩頻率有微調(diào)作用，通常取(30±10) pF石英晶體，選擇6MHz或12MHz都可以。

所述的復位電路由單片機的RST管腳為主機提供了一個外部復位信號輸入口，復位信號是高電平有效，單片機的復位方式可由手動復位方式完成。

所述的顯示電路為JM12864F，無論在硬件連接還是軟件調(diào)試方面都比數(shù)碼管有一定的優(yōu)勢。主要體現(xiàn)為: 顯示快捷簡單，只要把鑰匙顯示內(nèi)容放入顯示模塊的存儲器里，就可以直觀地把要顯示的內(nèi)容顯示出來。

所述的動作執(zhí)行電路采用繼電路進行控制，通過繼電器開閉來控制卷簾電機進行開關棚。這一模塊是在系統(tǒng)把實際環(huán)境溫濕度值與給定界限值相比較后，在越限的情況下執(zhí)行卷簾電機開/ 關棚操作。

所述的溫度傳感器選用DSl8820溫度傳感器,該傳感器在出廠的時候有自己固定的序列號，序列號為64位，且具有唯一性,CPU 只需1根端口線就能與多個DSl8820 進行通信。

所述的單片機控制系統(tǒng)選用AT89S52。

所述的上位機是一臺微型計算機，主要作用是通過RS－485 進行串行通訊，同時對下位機進行一系列的控制: ①向下位機發(fā)送采集數(shù)據(jù)和輸出控制的命令； ②接收上傳的下位機采集到的數(shù)據(jù)。③對下位機進行編號、改變下位機的工作方式、設定下位機溫度報警的上下限值，以及參數(shù)的控制； ④對采集到的數(shù)據(jù)進行顯示、存儲及查詢歷史數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果是：

本系統(tǒng)可監(jiān)測農(nóng)業(yè)設施現(xiàn)場空氣溫濕度、土壤溫度、土壤水分含量等，并進行統(tǒng)計分析，根據(jù)育苗溫度設置上下限值，控制電機通風換氣等過程的決策和遠程調(diào)控。這套設備集數(shù)據(jù)測量、存儲、遠程調(diào)控和自動報警為一體，使工作人員在辦公室里就能通過網(wǎng)絡看到植物生長狀況，并進行遠程監(jiān)控。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是系統(tǒng)整體設計圖。

圖2是系統(tǒng)總流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，寒地水稻育秧大棚智能控制系統(tǒng)由單片機、復位電路、空氣溫度檢測、空氣濕度檢測、土壤溫度檢測、土壤水分檢測、鍵盤及顯示及控制電路等部分構成。其對空氣中的溫濕度、土壤溫度及水分等的采集是通過數(shù)字式傳感器實現(xiàn)的。數(shù)字傳感器監(jiān)測到的數(shù)值通過JM12864F顯示；同時，設置了4個按鍵控制卷簾電機；當監(jiān)測到的數(shù)值超出了系統(tǒng)所設定數(shù)值的上下限范圍時，單片機開始對電路進行控制，以方便用戶進行控制。系統(tǒng)的主要功能主要包括以下3個: 棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實時采集、棚內(nèi)卷簾通風與微噴的控制及上位機的實時監(jiān)控。棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的實時采集功能實現(xiàn)了對土壤和空氣的溫濕度、光照強度、CO2濃度及pH值等的采集；通過安裝的一些傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊和單片機實現(xiàn)實時檢測功能，并將檢測的結果數(shù)據(jù)顯示在控制柜的LED 顯示屏上； 最后，將這些數(shù)據(jù)一并通過無線傳輸模塊發(fā)送到上位機，以便園區(qū)管理者實時地對棚內(nèi)的情況進行了解。棚內(nèi)卷簾通風與微噴的控制功能主要是通過分析采集到的棚內(nèi)的各種環(huán)境參數(shù)，結合棚內(nèi)作物的自身特點要求進行智能決策，實現(xiàn)對卷簾通風和微噴的自動控制。

RS－485串行通訊具有很多優(yōu)點，其中比較突出的是它具有前瞻性，是多發(fā)送器的電路新標準，采用的電氣接口方式是差分平衡方式，可以從根本上消除地線信號。同時，RS－485串行通訊可以實現(xiàn)距離較長的高速通訊功能。雖然RS-485串行通訊可以進行長距離高速通信，但現(xiàn)實情況是大棚到計算機的距離較長，RS－485串行通訊現(xiàn)有的能力實現(xiàn)不了實際的需要。因此，還需要在控制系統(tǒng)的上位機和單片機之間安裝一個RS－485的轉換器來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。RS－485串行通訊的作用是實現(xiàn)控制系統(tǒng)中上位機與單片機系統(tǒng)之間的通訊: 上位機給下位機下達各種命令，下位機根據(jù)上位機下達的命令進行判斷； 根據(jù)判斷的結果，下位機給上位機發(fā)送該命令所要執(zhí)行的任務。

如圖2所示，系統(tǒng)軟件流程圖，系統(tǒng)以C#作為開發(fā)語言，開發(fā)了水稻育秧棚智能化監(jiān)控系統(tǒng)，能夠直觀地顯示各個育秧棚內(nèi)的環(huán)境因子變化。同時，采用SQL2000數(shù)據(jù)庫對所采集的數(shù)據(jù)進行存儲，通過運算處理顯示各個棚的環(huán)境參數(shù)，顯示形式以數(shù)字、圖形、曲線為主。用戶可以隨時查閱歷史數(shù)據(jù)、對比每天監(jiān)測的數(shù)據(jù)并導出Excel 表格文件，進行分析、報表、打印等操作；另外，還能夠根據(jù)水稻育秧期的不同時間段對棚內(nèi)環(huán)境參數(shù)的不同要求，來設置棚內(nèi)的參數(shù)限值。