设施农业中温度动态测控系统的设计

摘要：设计了一种用于设施农业的温度动态测控系统，用AT89C51单片机作为测控核心部件，数字温度传感器DS18B20作为温度采集模块。温度传感器将采集到的数据送给单片机处理，单片机通过对采集到的温度数据与标准值进行比较，进而控制外围继电器电路工作，从而实现对环境温度的动态实时检测与控制。
关键词：设施农业；温度；动态测控；设计

现代设施农业是集生物技术、工程技术、环境技术为一体的一种高技术、高效益的现代化农业生产方式。是农业产业调整，适应市场经济发展、提高土地资源利用率的有效途径。目前，一些发达国家在设施农业设备和配套技术方面均已形成了完整的体系，其现代化温室能根据作物对环境的不同需要，由微型计算机对设施内的温度、光照、湿度、空气成分等环境因子进行自动监测和调控，可实现温室作物全天候、周期性的高效生产，并逐步向温室管理的数字化、智能化发展。
我国特别是西北地区虽然地广物丰，但由于土地的沙漠化比较严重，导致可利用的土地资源越来越少，因此土地资源的高效利用问题也越来越突出，加快发展设施农业是解决问题的最有效途径。对设施农业环境中的各项环境因素进行检测和控制，是解决问题的关键。温度是设施环境中最重要的因素，因而对设施农业环境中的温度进行实时检测与自动控制就显得尤为重要。

1 系统总体方案
系统设计方案原理如图1所示。分为6个模块：微处理器模块、温度采集模块、数据输入模块、处理与控制模块、电源模块、显示与报警模块。以AT89C51单片机为核心，通过温度传感器DS18B20采集设施环境中的温度值，系统对采样值与标准值进行比较处理，根据处理结果实现温度的实时显示、控制、报警提示等功能。采用AT89C51单片机与数字温度传感器DS18B20组合实现对环境温度的检测与控制不仅具有控制方便、系统电路简单、灵活性强等特点，而且还可以提高温度参数的控制精度。

2 各单元模块选择与设计
2．1 微处理器模块
微处理器模块的主要任务是完成对采集来的温度数据与设定的标准温度值范围的比较处理。该模块选用AT89C51单片机，该单片机性价比高，结构简单，应用广泛，外部I／O资源少但处理速度快，能够满足本系统所要实现的控制功能的要求。