Разработка системы управления микроклиматом в теплице - Курсовая работа

На значительной территории нашей страны в связи с продолжительной, нередко суровой зимой и коротким, не всегда теплым летом складываются неблагоприятные условия для выращивания теплолюбивых растений в открытом грунте. Для расширения возможности выращивания растений и снабжения населения свежими продуктами питания, особенно овощами, в неблагоприятные периоды года применяют различные сооружения защищенного грунта, в которых искусственно создаются необходимые условия для роста и развития растений. По степени удовлетворения потребностей растений в комплексе факторов жизнеобеспечения или по технологической сложности сооружения защищенного грунта подразделяют на парники, утепленный грунт и теплицы. Ночью, как правило, растения переохлаждаются, днем в солнечную погоду перегреваются. Особенно усугубляются неблагоприятные воздействия в теплицах, расположенных на садово-огородных участках, значительно удаленных от мест постоянного проживания владельцев.Возможность устанавливать различные типы микроклимата в теплице для выращивания разных видов культур. Автоматизация операций полива и проветривания, не требующих непосредственного участия в выращивании культур; 1) Режим включение системы: При включении системы производится анализ текущих климатических показателей; 2) Режим установки параметров работы: выбирается тип выращиваемой культуры: томат, огурец, перец, розы, баклажаны; 4) Режим нагрева теплицы, когда температура в теплице ниже рекомендуемой.2.1 Описание функций, которые выполняет система Для разработки структурной схемы системы контроля микроклимата теплицы, кратко опишем функции, которые должна выполнять разрабатываемая система: 1. Исходя из требований технического задания и функций, которые должна выполнять разрабатываемая система, можно выделить основные модули, из которых должна состоять вычислительная система. Датчики - являются неотъемлемой частью системы, они используются для того, чтобы система могла в реальном времени реагировать на изменения внешних параметров по заранее разработанному алгоритму. Однако при выборе устройства управления следует учесть возможность подключения дополнительных датчиков с целью уточнения данных или с целью увеличения функциональных возможностей. температурный датчик микроклимат теплицаМикроконтроллер решено взять из семейства AVR фирмы Atmel, поскольку данное семейство контроллеров имеет высокое быстродействие, обладает хорошим показателем функциональность/цена и имеет множество моделей различной функциональности. В состав семейства AVR входят микроконтроллеры трех серий - AT90(«classic»), ATTINY(«tiny»), ATMEGA(«mega»). Микроконтроллеры одного типа выпускаются в нескольких вариантах, различающихся диапазоном допустимых значений напряжения питания, максимальным допустимым значением тактовой частоты, типом корпуса и диапазоном допустимых значений температуры окружающей среды. На данный момент микроконтроллеры серии «classic» семейства AVR снимаются с производства, т.к. в наличии имеются сопоставимые с ними по вычислительной мощности микроконтроллеры серии «tiny», но последние имеют меньшую стоимость. Как видно, серия «tiny» не сможет справиться с поставленной задачей, т.к. количество выводов у этих микроконтроллеров невелико (максимальное количество выводов у ATTINY2313 - 20), а для выполнения данной работы требуется большее количество.Электрическая принципиальная схема приведена на третьем листе графической части работы. В качестве стабилизатора напряжения включена микросхема интегрального стабилизатора U1 - LM340K-5, схема включения - стандартная, рекомендованная производителем. Переключение каналов АЦП, обработка данных с датчиков температуры, выработка сигналов на исполнительные устройства, вывод информации на устройство индикации осуществляется программно с помощью соответствующих средств микроконтроллера. Для вывода визуальной информации об установленной влажности и температуре в теплице используем трехразрядный и двухразрядный семисегментные светодиодные индикаторы. Для определения номера цифры в программе микроконтроллера есть счетчик (указатель индикатора), который считает от 0 до 2.В данном разделе будет приведено описание алгоритма программы микропроцессорной системы управления микроклиматом в теплице. Алгоритм разрабатываемой программы предназначен для реализации следующих функциональных возможностей: 1.Контроль температуры в теплице. Затем, в соответствии со значением переменной, производится выбор соответствующего режима работы с соответствующими параметрами: Tm-температура максимальная, Tn-Температура номинальная, Vm-влажность максимальная, Vn-влажность номинальная. Далее происходит индикация старшей цифры влажности, потом младшей цифры влажности, знака температуры, старшей цифры температуры, младшей цифры температуры, методом поджигания каждого сегмента дисплея на короткий промежуток времени (16мс), а наш глаз не видит этого мерцания, поэтому мы видим свечение цифры. Если значение температуры превышает максимум, то программа проверяет открыты ли дверь и фраму