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1、 毕业设计（论文） 第 20 页摘要温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（惯性大，滞后大，非线性等因素）的影响，使得控制性能一直难以提高，在有些工艺过程中，温度控制的好坏直接影响着产品的质量。温室环境因子的自动控制是当今温室技术发展的重要方面，利用高性价比的单片微型计算机来对环境因子参数进行数据采集和简单的控制，从而解决温室环境因子自动控制问题。因此，设计一种较为理想的温度控制
2、系统是非常有价值的。为了实现精度的温度检测与控制，本文设计了一种以AT89C51为系统的核心构建温室温度控制系统，温度经廉价实用的集成温度传感器及 ADC0809进行 A/D转换进入 C51单片机，经过控制运算，对外设发出各种控制命令。系统扩展 LED 显示器，显示动态的环境温度；扩展三个功能键，通过功能键改变控制设定值从而适应不同环境下的用户。实际研究结果表明，该系统和以往的类似系统相比具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点。关键词：温度检测与控制 单片机 ADC0809 LED 温室The temperature control system based on SCM
3、 AbstractTemperature is the most basic science and technology is one of the physical, physics, chemistry and biology etc are inseparable from temperature. In industrial production and experimental study, like power, chemical, petroleum, metallurgy, aviation, machinery manufacturing, food storage, al
4、cohol production in fields, the temperature is often characterized object and the state of process is one of the most important parameters. In temperature control, due to temperature controlled object properties (inertia big, lag, the influence factors such as nonlinear control,) that has been diffi
5、cult to improve performance, in some in the process of temperature control, directly affects the quality of the products.Greenhouse environment factor automatic control is an important aspect of the development of greenhouse technology, using the high ratio of performance to single chip microcompute
6、r to environmental factors parameters of data acquisition and control, to solve the problem of greenhouse environment factor automatic control. Therefore, an ideal design of temperature control system is a very valuable.In order to realize the accuracy of the temperature measurement and control, thi
7、s paper introduces A design for the system to construct the core AT89C51 greenhouse temperature control system, the integration of cheap and practical temperature and temperature sensor ADC0809 on A/D transformation into C51 microcontroller, through the control arithmetic, A set of foreign control c
8、ommand. Expansion LED display system, display dynamic environment temperature, Expand three function keys, through the function keys to adapt to different value change control under the environment of users.Research results show that the system and the system has high ratio, compared with high preci
9、sion temperature control and display, convenient and stable performance, etc.Keywords: Temperature measurement and control SCM ADC0809 LED Greenhouse目录1 绪论温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大
10、大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。随着世界人口的不断增加和社会的不断发展进步，人们对农产品的要求从数量上和质量上都不断提高，尤其是新鲜蔬菜、观赏植物等需温室培育的植物更是如此。这就要求人为创造更加适合作物生长的环境。其中温室环境因子的调控占有很重要的地位。温室是一个相对较小的封闭环境1，这个小环境的自调节能力有限，经常会出现一个或多个环境因子超过作物的最适限制，影响了温室作物的生长和栽培效益。1.1选题背景及研究意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但
11、温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮
12、就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。温室又称暖房。能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加
13、温温室等。温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。现代化温室中具有控制温湿度、光照等条件的设备，用电脑自动控制创造植物所需的最佳环境条件。一种室内温室栽培装置，包括栽种槽、供水系统、温控系统、辅助照明系统及湿度控制系统；栽种槽设于窗底或做成隔屏状，供栽种植物；供水系统自动适时适量供给水分；温控系统包括排风扇、热风扇、温度感应器及恒温系统控制箱，以适时调节 温度；辅助照明系统包含植物灯及反射镜，装于栽种槽周边，于无日光时提供照明，使植物进行光合作用，并经光线的折射作用而呈现出美丽景观；湿度控制系统配合排风扇而调节湿度及降低室内温度。 温室是以采光覆盖材料作为全部或部分围护结构材料，可在冬季或其它
14、不适宜露地植物生长的季节供栽培植物的建筑。 温室功能分类根据温室的最终使用功能，可分为生产性温室、试验性温室和允许公众进入的商业性温室。蔬菜栽培温室、花卉栽培温室、养殖温室等均属于生产性温室；人工气候室、温室实验室等属于试验（教育）性温室；各种观赏温室、零售温室、商品批发温室等则属于商业性温室。 现代温室环境工程是指调节、控制温室内影响植物生长的环境因子的工程技术，可调控的环境因子包括温室内的空气温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、土壤的水分、酸碱度、养份2等。随着电子技术和轻工业技术的不断发展，利用廉价的单片机并综合现代传感器技术、智能控制技术等先进技术来实现全自动化的温室控制，进行蔬菜、花卉等
15、作物的工厂化生产已经成为可能。1.2国内外的研究应用现状目前，国内在温室自动控制方面的研究已经实现了在一定面积内对各种环境因子的综合控制。1996 年，江苏理工大学研制成功了一套温室环境控制设备，通过对温室内部温度、湿度、光照及 CO2浓度的监控，在 150m2 温室内实现了温度、湿度、光照、CO2 浓度的综合控制当前，国内外利用单片机的温度控制系统软硬件实施方式主要有三种类型。 第一种是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC 机做数据处理。这种类型的自动控制系统一般以单片机为核心 ，包括输入模块、控制模块、输出模块等。硬件电路一般由温度传感器及模拟信号处理
16、电路、A/D 转换器、单片机、D/A 转换器、LED（或 LCD）显示器及微打印机、简易键盘、指示报警装置等组成，即为一个单片机的最小应用系统，实现基本的输入输出功能和简单的控制功能。软件设计一般采用中断技术定时采集环境因子参数，然后经过相关的标度转换得到环境因子的参数化值，再通过一定的控制算法与设定值进行比较从而对外设进行控制，一般常用的控制算法是数字 PID 控制算法，这种算法经过改进可以实现较为稳定和精确的控制。 这种系统成本低，又有一定的控制精度，能较好的满足一般用户的需求；例如图 1-1 所示的控制系统, 系统运行时，首先按照玻璃炉窑所需温度通过系统键盘设置好炉内温度，通过温度传感器检测炉内此时的温度，然后通过单片机与设定温度进行对比，自动通过继电器的通断来调节炉内的温度升高或者降低，达到人工智能调
