果园防霜冻和抗高温的小气候自动调控系统设计

摘要

我国幅员辽阔，气候条件多样化，有些地区夏天炎热，冬天发生霜冻灾害，严重影响了农作物的生长。与传统的防止果园霜冻等灾害采用的物理或化学方法不同，本文提出并设计了一种实用型的果园防霜冻和抗高温的小气候自动调控系统。 根据果园内影响果树生长的环境因子，如温度、湿度等条件，提出系统的环境因子自动调控方案。由于不同的果园，不同地区，不同的用户需求不同，本自动调控系统设计了三种组成模式，供用户根据需要合适地选择。 本文以STC89C51超强抗干扰、超低功耗微处理器为核心，使用DHT81智能温湿度传感器现场采集数据，采用红外遥控技术，方便用户操作。系统提供了时钟、温湿度显示、参数设置三种显示模式。运用RS-485多机通信技术，实现对果园的分区域控制。 系统对接收到的数据，进行去极值数字滤波等抗干扰的处理后，发送输出控制信号。软件方面，完成了各个模块的程序编写，完成了多任务时钟的设计，产生了可变时间的延时，为每个任务块调度时间。 本文的另一个模块是喷雾系统和防霜扇系统。提供了进行果园的整体规划，输配水管道系统、喷头及附属设备的设计方案，并说明了防霜扇系统的作用原理及使用前景。 通过实验验证，本文提出的果园防霜冻和抗高温的小气候自动调控系统能有效、正常地运行。最后，总结了全文，介绍了已完成的主要工作，说明了本文的主要特点和意义。同时，指出了系统设计的不足和改进思路，为今后课题的进一步深入研究做准备。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1论文选题的背景

1.2果园防霜冻技术及抗高温的研究现状

1.2.1果园防霜冻技术研究现状

1.2.2抗高温技术研究现状

1.3课题研究的目的和意义

1.3.1喷雾法

1.3.2防霜扇法

1.4课题研究内容

第二章果园小气候自动调控系统总体设计

2.1果园小气候调控系统的组成模式

2.2果园小气候调控系统的功能模块设计

2.2.1微处理器自动控制系统

2.2.2防霜扇系统

2.2.3喷雾系统的设计

第三章微处理器自动控制系统设计

3.1设计概论

3.2微处理器的硬件设计

3.2.1微处理器选型

3.2.2人机接口电路

3.2.3蜂鸣器报警电路

3.2.4 1302时钟电路

3.2.5 ISP电路

3.2.6输出电路

3.2.7配电箱电路设计

3.2.8硬件抗干扰设计

3.3微处理器系统软件设计

3.3.1多任务时钟

3.3.2主程序设计

3.3.3子程序设计及其抗干扰措施

第四章智能温湿度传感器DHT81

4.1智能温湿度传感器发展的新趋势

4.2 DHT81智能温湿度传感器的选择

4.2.1 DHT81温湿度传感器性能特点

4.2.2工作原理

4.2.3命令与接口时序

4.2.4 DHT81的应用电路

4.3 DHT81硬件抗干扰

4.4 DHT81软件设计及软件抗干扰

4.4.1 DHT81程序设计

4.4.2消除温漂误差

4.4.3数字滤波方法及特点

第五章通信技术

5.1串口通信

5.1.1串口通信数据帧

5.1.2串口通信传输方式和制式

5.1.3串行口的控制与状态寄存器

5.2微处理器的串行接口结构

5.3上位机的设计

5.4 RS-232接口应用

5.5多位机通信

5.5.1 RS-485接口应用

5.6串口通信程序设计

5.6.1主从机程序初始化

5.6.2主从机程序设计

5.7串口通信抗干扰技术

第六章实验设计验证

6.1实验平台

6.1.1 STC系列微处理器的仿真工具

6.1.2 STC系列微处理器的模拟软件

6.1.3 STC系列微处理器仿真工具的使用

6.2实验设计

6.2.1实验装置功能

6.2.2实验装置模块

6.2.3实验装置设计方案

6.2.4实验耗材

6.3实验内容与实验方法

6.3.1电路板模块实验

6.3.2多机实验

6.4喷雾系统的实例应用

第七章结论

7.1本文完成的主要工作

7.2设计的主要特点和意义

7.3本文的不足之处

参考文献

附录

致谢