STM32F103单片机小型苗圃温度控制系统设计(2)
单片机控制系统模式按照信号流向和控制模块可划分为: 前向输入通道、控制主板和后向输出控制部分[ 1] , 如图1所示。其工作过程是单片机中存储了按照作物成长规律设置好的温室环境因子数值, 把它与传感器实时检测的数值进行比较运算, 输出的结果控制各个执行机构的动作。单片机控制结构为集中式控制方式, 所有性能都集中在单片机上, 单片机一旦出现故障, 整个系统都会失控。
聂毅以8031单片机为核心设计了温室单片机控制系统, 通过与设定值比较, 控制机构运行来调节温室温度、湿度、光照, 试验证明系统能够实现自动控制[ 2] 。李善军构建了基于单片机的温室温湿度两级优化控制硬件系统, 该系统能可靠运行, 解决了蛋鸡监控因温湿度存在较强耦合关系而导致结果精度降低及其能耗大的缺陷, 可实现温室中温湿度的优化控制[ 3] 。季宝杰设计了一个以PC 机为上位计算机,MCS- 51单片机为核心, 智能仪表为下位机的智能温室分布式测控系统, 该套系统实现了温室系统自动控制, 运行可靠、操作简单, 可以根据要求完成单个温室系统的控制, 系统控制精度高, 响应速度快, 完全可以满足设施农业的需求[ 4] 。总结以上内容, 单片机控制系统能够全局管理,操作简单、价格低廉, 但可靠性差、故障率高, 且自动化程度低。
1.2 项目简介
伴随着科技日益发展，人们对物质文化需求越来越苛刻，因此人们已大力推广大棚培育来满足人们的对蔬菜和花卉等得需求，而对温室大棚来说恒温度控制成为一个不可或缺的环节。
就目前的种植户来看，温室大棚虽早已屡见不鲜，而且伴随着专用大棚（如葡萄大棚、花卉大棚、连栋大棚等）应运而生的智能控制系统如温控系统也日渐成熟。但是，具我们市场调查和分析，目前市场上苗床的温度控制系统一般采用复杂的管道传热或大功率控温的方式来保持温室恒温，这样一来市场上一般出现的温室苗床温度控制器都是比较繁杂、昂贵且主要针对大型和超大型大棚农户的使用的控制器，这就造成了中小型和小型农户以及花卉种植爱好者对小型温控系统的短缺，正因温控市场存在这一漏洞，所以我们计划自主设计一个温室苗床温度控制系统，来满足中小型温室的需求。
在本项目中，我们准备采用STM32F103系列单片机作为主芯片，搭载常用的DS18B20作为传感器、电热毛毯作为温度调节器制作成一个简易、便携、袖珍型温室苗床温度控制系统。
1.3项目方案
采用STM32F103VET6作为核心控制器，周围搭载温度控制、屏幕显示、数据上传、加热控制和报警电路等组成硬件系统，并设计、烧录配套的程序组成一个完整的系统。能够实现对重要参数进行实时显示、操作，对系统温度进行实时控制，当环境温度低于设定温度值时正常开始继电器，开启加装置，是环境温度一直围绕设定值上下轻微浮动。
2、小型苗圃温控系统介绍
2.1系统整体介绍
整套系统采用软件和硬件搭配控制方式，系统中采用STM32F103VET6作为核心控制器，时钟频率最高能达到72MHz，且其拥有7个定时器、2～3个12位ADC、1～2个专用PWM和9个通讯接口能为系统开发提供充足的接口。环境监测传感器则采用传统的DS18B20作为采集器，它拥有良好的精度能精确的测量系统温度，其单总线控制方式极少的占用了GPIO口；显示部分采用TFT3.2英寸显示屏对重要参数数据进行实时显示；串口的使用则能让数据与PC机进行互联；加热装置则用24V的电热毯，电热毯控制方便，简单因此有很强的使用性。在整个系统中则通过STM32采集系统中的温度信号，再将设定值与测量值进行比较，若测量值较小则启动加热装置，直至达到设置要求值。