基于51单片机的设施栽培环境检测与控制的研究

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摘要针对设施栽培环境中土壤水分、空气温度、湿度等因子，利用模糊控制思想设计了基于51单片机的检测与控制系统，并对多个大
棚网络化控制的实现进行了探讨。

, W: q2 k6 g; s* @7 L0 m6 T设施农业是集生物工程、农业工程、环境工程为- -体,跨
8 C/ k9 c- U! V3 O/ ^部门、多学科综合的系统工程,是在充分利用自然环境条件
/ A$ _" F, j2 q! X9 g9 U的基础上,用人工控制环境因子如温度、光照、湿度CO2等的
方法来获得作物最佳生长条件,从而达到增加作物产量、改
# H! H( t( U* O& y: P4 K善品质、延长生长季节的目的。设施栽培的发展,不仅有利
于合理开发利用国土、淡水、气候等资源，而且能不断提高劳
0 V9 Y$ l) `$ w$ S$ Q5 ^; {动、技术、资金有机结合的综合集约经营程度，从而获得最大
的社会效益、经济效益和生态效益。
6 I1 l; ?0 f2 K# i- E& e2 s1环境参数的获取及分析
( n1 u! \0 Z) K2 a0 l1 ^+ K设施栽培控制中的温度、空气湿度参数可直接通过相应.
传感器获得,每个大棚内各有1个相应传感器，各获得1个
参数与相应条件下的标准值比较即可进行自动控制,无须对
参数做复杂处理。而土壤湿度参数需慎重处理,因此一个大
棚内可设多个土壤湿度传感器，同时获得多个土壤湿度参
数,经综合分析以后,得到关于设施内土壤湿度的客观信息。
1.1水势传感器特性曲线水势传感器特性曲线反映水分
含量和电压输出关系，是一个非线性关系曲线。土壤类型不
同，要通过实验分析,采集一定数量的点进行曲线拟合。这
7 e, O: }( C/ E) q/ ^4 [里采用最小二乘法。拟合后的曲表达式为Y=A/x%。式中，
3 D0 Z$ |' k6 U. Y$ S+ ?A、b为与土壤相关的两个常数, Y为水分含量(%),X为传
& W; i" _9 K: b" H6 S8 J感器输出电压(mV)(或负压kPa)。
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