基于单片机的孵化箱温湿度控制.doc

1、基于单片机的孵化箱温湿度控制摘 要 孵化设备是仿生学的一种应用，模拟自然界的孵化环境，提供胚胎发育适宜的条件，用于家禽种蛋的孵化。当前孵化设备的不足之处在于:控温与控湿精度不高;以单机孵化设备为主，导致孵化管理效率不高;孵化设备价格普遍较高。本文立足于这些不足，设计了多孵化箱温湿度测控系统。介绍了国内外孵化设备的现状及发展方向，并提出利用串行通讯口设计低成本多孵化箱测控系统的研究思路。介绍了孵化原理和条件方面的内容，并参考孵化行业的技术标准确定了本系统的设计指标。然后进行了以单片机为核心的硬件电路设计: 1.为了测温的准确性和成本控制，采用数字式单总线温度传感器DS18B20，在孵化箱内设置多

2、个测温点;利用HS1101搭建频率电路检测孵化箱内的湿度。 2.设计了现场数据实时显示电路，16位数码管实时显示孵化箱内现场状态:设定温度，当前温度，设定湿度，当前湿度，加热状态，加湿状态，翻蛋状态等。 3.以光电耦合器TLP521和功率驱动芯片ULN2803AG以及继电器设计了输出控制部分电路。该电路运行稳定，对单片机主电路无干扰。 设计了温湿度模糊控制算法。将孵化箱分解为三个独立的子系统:温度控制子 系统，湿度控制子系统和风门控制子系统。温度是孵化的第一也是最重要的条件。 选择温度一风门联控为主，湿度一风门联控为辅的模糊控制算法。 编制了单片机驱动硬件的C语言程序和上位机管理软件。设计了孵

3、化模拟箱并进行了系统试验验证。 实验结果表明，本系统能实现温度误差0.1?，湿度误差15%RH以内的孵化控制，可以用一台上位PC机实现多个孵化箱的集散控制。该系统成本低廉，适合中等孵化场的孵化控制需要。 关键词:孵化箱，单片机，上位机，温湿度，模糊控制 目 录 第一章 绪论. 1 1.1 课题背景 研究意义 . 1 1.2 国内外研究现状 . 2 第二章孵化条件及设计目标. 5 2.1孵化条件及设计目标 . 5 第三章 系统总体设计方案. 9 3.1总体方案. 9 3.2单片机选择 . 10 3.3传感器信号检测电路设计 . 11 3.3.1温度信号的采集 . 11 3.3.2湿度信号的采集

4、. 15 3.4键盘与显示电路设计. 19 3.5输出控制电路设计 . 22 3.5.1加热控制. 22 3.5.2加湿、风门与翻蛋控制 . 23 3.6串行通信接口电路设计 . 24 3.7本章小结 . 25 第4章 模糊控制算法设计 . 26 4.1模糊控制 . 26 4.1.1模糊控制的基本原理 . 26 4.1.2模糊控制系统的组成 . 27 4.2模糊控制器的设计 . 32 4.2.1模糊化和量化因子的选择 . 32 4.2.2隶属函数的确定 . 34 4.2.3模糊规则的建立 . 37 4.2.4模糊控制查询表的建立 . 39 第五章软件系统设计 . 43 5.1单片机程序设计 . 43 5.1.1单片机主程序 . 43 5.1.2数据采集程序模块 . 45 5.1.3模糊控制程序模块 . 49 5.1.4中断服务子程序 . 52 5.1.5通信程序模块 . 52 5.2 PC机控制与管理软件设计 . 54 5.2.1主界面 . 54 5.2.2串口设置界面 . 55 5.2.4参数设置窗口 . 5