基于温湿度控制的工厂化育苗催芽室的研究与设计

摘要

催芽室能够为种子发芽提供良好的发芽环境，本文设计了一种适用于工厂化推广且自动化程度较高的催芽室。该催芽室主要通过对温度、相对湿度、光照等参数的智能化控制，模拟出贴近自然的栽培环境，为种子发芽提供所需的环境条件，以促进种子打破休眠并快速发芽。具体工作内容如下:
　　(1)根据催芽室的性能需要，设计出了催芽室的全套自动控制系统，包括:催芽室的温度控制系统、相对湿度控制系统和光照控制系统等。同时为满足人性化设计需要，采用了触摸屏设计，直观显示催芽室内部环境情况，方便用户使用。
　　(2)对于温度控制方面，催芽室采用中央空调控制，并且安装了两组风机盘管，风机盘管变速可调，控制催芽室环境温度在15～30℃范围内可调;对于相对湿度控制方面，采用超声波加湿器控制其相对湿度在70～95％范围内可调。并且安装了光照传感器，实现分组控制补光灯。催芽室内部还设计安装了循环风机，以此来控制催芽室内的均匀性。在催芽室的门顶，设计安装有风幕机，以此减小开门时对催芽室环境的影响。
　　(3)控制系统硬件方面，采用了Easy Cortex M3-1752控制平台，具有良好的运算能力以及各种输出和通信端口，能够满足对催芽室控制的性能需求。在软件调试方面，通过JTAG接口能够实时在线的调试程序。在通信方面，采用RS-232实现控制平台与触摸屏通信，采用CAN总线技术，实现控制平台与传感器通信。
　　(4)控制系统软件方面，实现了Easy Cortex M3-1752平台的代码编写，主要包括RS-232通信驱动程序、CAN总线驱动程序、PID运算程序等。实现了触摸屏控制界面的软件设计，满足催芽室控制需求的各种设定。
　　(5)对于催芽室的建筑设计，采用了聚氨酯保温材料，能够较好的保证催芽室内环境与外界环境相隔绝。同时为了满足生产需要，设计出安放穴盘的催芽床车，根据催芽床车的尺寸，以及在催芽室内的安放条件，设计出催芽室的建筑尺寸为6.0m（长）×5.0m（宽）×3.3m（高）。在一定条件下，催芽室的产量可达到340万株甚至更高。
　　(6)对于催芽室的性能进行了相关测试。温度控制精度为±2℃以内、相对湿度控制精度为±5％以内。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本课题的目的与意义

1．2 国内外研究综述

1．3 研究的主要内容

1．4 技术路线图

第2章 总体设计

2．1 控制参数确定

2．2 环境控制系统工作原理

2．3 各控制系统结构框图

2．3．1 温度控制系统

2．3．2 湿度控制系统

2．3．3 光照控制系统

第3章 硬件设计

3．1 微处理器的选择

3．1．1 EasyCortex M3-1752单片机的功能和特点

3．1．2 EasyCortex M3-1752单片机JTAG接口电路

3．2 TK6070iH触摸式显示屏

3．3 温湿度变送器

3．4 照度变送器

3．5 继电器模块

3．6 RS-232通信硬件设计

3．7 CAN总线硬件设计

3．8 控制柜的设计

第4章 软件设计

4．1 软件程序总体框架

4．2 RS-232通信设计

4．3 CAN总线通信设计

4．3．1 通信机制

4．3．2 数据帧

4．3．3 CAN驱动设计

4．4 PID控制算法设计

4．5 触摸屏软件设计

第5章 催芽室建筑方案

5．1 建筑规格的设计

5．1．1 催芽床设计

5．1．2 催芽床布局

5．1．3 催芽室规格

5．1．4 催芽量估算

5．2 建筑构造

5．2．1 基础与地面

5．2．2 屋面

5．2．3 门的隔热措施

5．3 隔热材料选择

5．4 建筑方案

第6章 试验与结果讨论

6．1 催芽室性能试验设计

6．1．1 试验材料

6．1．2 试验设备与方法

6．2 催芽室控制系统测试结果分析

6．3 试验结论与讨论

第7章 总结与展望

参考文献

致谢