基于单片机的恒温恒湿控制器设计文献综述

 2022-03-14 20:32:29

摘要:温度和湿度是我们在生产养殖中的重要指标,如何有效的控制温湿度来达到我们所想要的生产养殖环境并实现全自动的控制显得尤为重要。生产养殖现代化是未来我国生产养殖发展的主要潮流方向。近年来,随着国民经济的不断增长,生产养殖方面的大量研究和应用技术逐步进入大众视野,恒温恒湿养殖作为现代高效生产养殖的一个重要组成部分,受到了特别的关注。恒温恒湿养殖以其对温度和湿度的自动控制与调节功能有着广阔的研究空间。采用一些手段对系统进行制冷和制热,单片机通过温度、湿度传感器采集温度和湿度信息,通过控制算法进行温度和湿度的控制,目前已经应用到了种植业、养殖业多个领域,比如恒温恒湿大棚、恒温恒湿孵化器等,为生产养殖业提供了巨大的助力。

关键词:单片机;温湿度传感器;Keil;Proteus

1 引言

本文所探讨的文献的范围是基于单片机的一些恒温恒湿系统的设计方法和实例,还有关于KeilC51语言的开发应用、Proteus的仿真教程和PCB的设计教程的图书文献。研究目的及意义:由于当今社会的需要,生产养殖业急需现代化技术来提高生产养殖的效率,在这个领域的恒温恒湿的应用还存在许多不足的地方,比如对温湿度监控的不够精确、不能实时根据当时的温湿度进行自我的调节等问题都急需解决,本次研究就是为了更好的讲恒温恒湿系统应用于现代生产养殖业之中,利用单片机作为主控芯片结合温湿度传感器实施对温湿度的精准采集监控,并自动控制在合适的范围之内。

2 研究现状

近年来,温湿度测量与控制系统的研究发展迅速。国际上先进的测控技术、自动化技术、PLC技术、现场总线技术、传感器技术以及数字信息技术的发展都为温湿度测控系统的研制和开发提供了条件,使温湿度的设定、显示更加直观,精度进一步提高,智能化程度越来越高,温湿度检测的功能集成化大幅提高。

2.1中文文献

2008年,合肥工业大学机械电子工程学院的宋云峰结合工厂中如何实现恒温控制,讨论了大多数工业生产情况下对温度进行有效控制的一种方法。其中单片机系统包括89S52处理器、扩展存储器27512及6264,并行接口芯片8255、8253、ADCO809、8279、掉电保护和复位以及看门狗电路等。具体方法是使用铂鳍—铂热电偶进行温度数据采集,经过放大和滤波电路进行A/D转换,转换后的值根据标准分度表再转换成温度值,同时显示出来[1]

2013年,电子科技大学电子与通信工程学院的李大军设计基于单片机的恒温恒湿孵化器系统。他以AT89C52为控制核心,温度采集传感器选用DSI8B20,可测温度范围为-55C~ 150C。湿度采集传感器采用HS1101型电容式传感器,在相对湿度为09%-100%RH的范围内,电容的容量由160pF变化到200pF.氧气浓度传感器采用SK-25F型传感器。模数转换器选用ICL7135,其具有干扰能力强、低漂移和精度高等优点。通过单片机将检测到的温湿度信号和氧气浓度与输入的温湿度和氧气浓度上、下限进行比较,判断是否启动变顿器以开启相应设备,从而控制加热灯、加湿器和风扇的状态,实现温湿度和氧气浓度的控制[2]

2019年,马鞍山职业技术学院和河海大学文天学院的刘娟等人设计基于改进型PID的恒温恒湿养殖大棚控制系统优化。恒温恒湿养殖大棚控制系统以MKL46Z256VLL4单片机为控制核心,采用半导体制冷片对系统制冷和制热,用加湿器和抽风机对系统加湿和除湿,再用DS18B20和SHT11采集系统温度和湿度,然后反馈给单片机,单片机再通过继电器调节半导体制冷片的电流方向和抽风机对系统温度和湿度进行闭环调节,以实现控制要求。实验数据表明,控制系统各项控制指标都比较理想[3]

2011年,张宁编著的单片机应用系统设计技术系统地介绍80C51系列单片机及其应用系统的构成和设计方法,包括单片机系统电路基础、单片机应用系统的研制与开发环境、单片机软件和硬件基础、单片机内部资源应用与外部资源的扩展方法等。书中的示例多采用C语言作为编程教学语言,实用性较强。书中有阴影背景的程序,均配有与此程序相对应的 Proteus格式的电路原理图。Keil uVision3 IDE 调试配合Proteus单片机仿真电路[4]

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