一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于，主要由微控制器，分別與微控制器相連接的電暖器、制冷機驅動電路、顯示器、信號轉換電路、儲存器，與制冷機驅動電路相連接的制冷機，以及與信號轉換電路相連接的溫度傳感器組組成。本發明可以實時的采集大棚內的溫度，當大棚內的溫度過高或過低時可以自動啟動制冷機或電暖器，從而能夠及時準確的對溫度進行調節，實現溫度采集和溫度控制的智能化，為農作物生長提供良好的條件；同時本發明的自動化程度高，可以節省勞動力。本發明通過制冷機驅動電路對制冷機進行驅動，從而提高制冷機工作的穩定性，以達到更好的制冷效果。
【專利說明】
一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及自動化控制領域，具體是指一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統。
【背景技術】
[0002]農作物的生長與溫度息息相關，目前很多蔬菜都采用溫室大棚種植，對于溫室大棚來說，最重要的一個管理因素是溫度控制，溫度太低，蔬菜就會被凍死或者停止生長，溫度過高也不利于蔬菜的生長，所以在蔬菜種植的過程中需要將大棚溫度始終控制在適合蔬菜生長的范圍內。然而，目前溫室大棚的溫度控制主要依靠人工進行控制，這種溫度控制方法不僅耗費大量人力，而且容易發生差錯。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服傳統的溫室大棚溫度依靠人工控制，不僅耗費大量人力，而且容易發生差錯的缺陷，提供一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統。
[0004]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，主要由微控制器，分別與微控制器相連接的電暖器、制冷機驅動電路、顯示器、信號轉換電路、儲存器，與制冷機驅動電路相連接的制冷機，以及與信號轉換電路相連接的溫度傳感器組組成。
[0005]進一步的，所述制冷機驅動電路由放大器P3，放大器P4，放大器P5，放大器P6，三極管VT5，三極管VT6，三極管VT7，一端與放大器P3的正極相連接、另一端則與微控制器相連接的電阻Rl I，串接在放大器P3的正極和輸出端之間的電阻Rl4，一端與放大器P3的負極相連接、另一端與放大器P4的輸出端相連接的同時接地的電阻R12，正極接地、負極則與放大器P4的正極相連接的電容ClO，串接在放大器P3的負極和電容ClO的正極之間的電阻R13，N極經電容C13后與三極管VT6的集電極相連接、P極則經電阻R15后與放大器P3的輸出端相連接的二極管D8，串接在三極管VT5的集電極和二極管D8的P極之間的電阻R19，一端與放大器P6的負極相連接、另一端則與三極管VT6的基極相連接的同時接地的電阻Rl8，串接在放大器P6的正極和輸出端之間的電阻R17，正極與三極管VT5的發射極相連接、負極與放大器P4的負極相連接的電容Cl2，串接在放大器P5的負極和放大器P6的正極之間的電阻R16，以及正極與二極管D8的P極相連接、負極經電感LI后與放大器P4的負極相連接的同時接地的電容Cl I組成;所述放大器P5的正極與電容Cl I的負極相連接、其輸出端則與三極管VT5的基極相連接;所述三極管VT5的集電極與二極管D8的P極相連接;所述三極管VT7的集電極接地、其發射極與三極管VT6的發射極相連接、其基極則與三極管VT6的基極相連接;所述三極管VT6的基極與放大器P6的輸出端相連接、其集電極則與二極管D8的P極共同形成該制冷機驅動電路的輸出端并與制冷機相連接。
[0006]所述信號轉換電路由模擬信號放大電路，與模擬信號放大電路相連接的高效轉換電路組成;所述模擬信號放大電路的輸入端與溫度傳感器組相連接，該高效轉換電路的輸出端則與微控制器相連接。
[0007]所述模擬信號放大電路由放大器Pl，放大器P2，三極管VTl，N極經電阻Rl后與放大器Pl的正極相連接、P極與溫度傳感器組相連接的二極管Dl;負極與放大器Pl的正極相連接、正極與放大器PI的輸出端相連接的電容CI，N極經電阻R 4后與放大器P 2的輸出端相連接、P極與三極管VTl的基極相連接的二極管D3，負極與放大器P2的正極相連接、正極與放大器P2的輸出端相連接的電容C2，N極與放大器P2的負極相連接、P極接地的穩壓二極管D2，與穩壓二極管D2相并聯的電阻R3，以及串接在放大器Pl的負極和穩壓二極管D2的P極之間的電阻R2組成;所述三極管VTl的發射極與放大器Pl的正極相連接、其集電極與放大器Pl的輸出端相連接;所述二極管D3的N極與高效轉換電路相連接;所述放大器P2的輸出端與高效轉換電路相連接、其正極與放大器Pl的輸出端相連接。
[0008]所述高效轉換電路由轉換芯片U，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，正極與轉換芯片U的SS管腳相連接、負極經電阻R5后與三極管VT2的集電極相連接的電容C3，N極與轉換芯片U的GND管腳相連接、P極接地的穩壓二極管D4，正極與轉換芯片U的VREF管腳相連接、負極與穩壓二極管D4的N極相連接的電容C6，正極與穩壓二極管D4的P極相連接、負極經電阻R6后與電容C6的負極相連接的電容C5，正極與電容C5的正極相連接、負極與電容C6的負極相連接的電容C4，正極經電阻R8后與三極管VT3的發射極相連接、負極與電容C6的負極相連接的電容C7，與電容C7相并聯的電阻R7，正極與二極管03的_及相連接、負極與轉換芯片U的V+管腳相連接的電容C8，串接在電容C8的正極和三極管VT3的集電極之間的電阻R9，N極與三極管VT4的基極相連接、P極與三極管VT3的發射極相連接的二極管D5，P極經電感L后與三極管VT4的發射極相連接、N極經電容C9后與三極管VT3的發射極相連接的二極管D6，P極與三極管VT3的發射極相連接、N極與微控制器相連接的二極管D7，以及一端與二極管07的_及相連接、另一端接地的電阻RlO組成;所述轉換芯片U的SHDN管腳與放大器P2的輸出端相連接、其V-管腳則與電容C7的正極相連接、其LX管腳則與三極管VT3的基極相連接;所述三極管VT2的發射極接地、其基極與穩壓二極管D4的P極相連接;所述三極管VT4的集電極與電容C8的正極相連接。
[0009]所述轉換芯片U為MAX752集成芯片。
[0010]本發明較現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
[0011](I)本發明可以實時的采集大棚內的溫度，當大棚內的溫度過高或過低時可以自動啟動制冷機或電暖器，從而能夠及時準確的對溫度進行調節，實現溫度采集和溫度控制的智能化，為農作物生長提供良好的條件;同時本發明的自動化程度高，可以節省勞動力。
[0012](2)本發明通過制冷機驅動電路對制冷機進行驅動，從而提高制冷機工作的穩定性，以達到更好的制冷效果。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的整體結構示意圖。
[0014]圖2為本發明的信號轉換電路的結構示意圖。
[0015]圖3為本發明的制冷機驅動電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式并不限于此。
[0017]實施例
[0018]如圖1所示，本發明的精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，主要由微控制器，電暖器，制冷機驅動電路，制冷機，顯示器，信號轉換電路，儲存器以及溫度傳感器組8部分組成。
[0019]其中，微控制器是本發明的控制中心，其優選MCS-51單片機來實現。該溫度傳感器組包括多個溫度傳感器，每個溫度傳感器均勻的分布在大棚內，如此可以更精確的檢測大棚內的溫度，該溫度傳感器優選上海科旗儀表有限公司生產的SMff溫度傳感器來實現。該信號轉換電路用于對溫度傳感器輸出的信號轉換為數字信號，其輸入端與溫度傳感器的信號輸出端相連接，其輸出端則與MCS-51單片機的Pl.0管腳相連接。該儲存器用于預先儲存農作物生長的最佳溫度范圍值，其與MCS-51單片機的Pl.1管腳相連接。該制冷機驅動電路用于驅動制冷機工作，其輸入端與MCS-51單片機的P0.2管腳相連接，其輸出端則與制冷機相連接。該顯示器則與MCS-51單片機的P0.3管腳相連接；電暖器則與MCS-51單片機的P0.1管腳相連接。
[0020]所述信號轉換電路可以高效的把溫度傳感器輸出的模擬信號轉換為MCS-51單片機所能識別的數字信號，其結構如圖2所示，由模擬信號放大電路，與模擬信號放大電路相連接的高效轉換電路組成。所述模擬信號放大電路的輸入端與溫度傳感器組相連接，該高效轉換電路的輸出端則與MCS-51單片機相連接。
[0021 ] 其中，所述模擬信號放大電路由放大器Pl，放大器P2，三極管VTl，電阻Rl，電阻R2，電阻R3，電阻R4，二極管Dl，二極管D3，穩壓二極管D2，電容Cl以及電容C2組成。
[0022]連接時，二極管Dl的N極經電阻Rl后與放大器Pl的正極相連接、其P極與溫度傳感器組相連接。電容Cl的負極與放大器Pl的正極相連接、其正極與放大器Pl的輸出端相連接。二極管03的_及經電阻R4后與放大器P2的輸出端相連接、其P極與三極管VTl的基極相連接。電容C2的負極與放大器P2的正極相連接、其正極與放大器P2的輸出端相連接。穩壓二極管D2的N極與放大器P2的負極相連接、其P極接地。電阻R3與穩壓二極管D2相并聯。電阻R2則串接在放大器Pl的負極和穩壓二極管D2的P極之間。
[0023]所述三極管VTl的發射極與放大器Pl的正極相連接、其集電極與放大器Pl的輸出端相連接。所述二極管D3的N極與高效轉換電路相連接。所述放大器P2的輸出端與高效轉換電路相連接、其正極與放大器Pl的輸出端相連接。溫度傳感器輸出的模擬信號很微弱，該模擬信號放大電路則可以對模擬信號進行不失真的放大，以便高效轉換電路進行處理。
[0024]另外，所述高效轉換電路可以把模擬信號轉換為數字信號發送給MCS-51單片機，其由轉換芯片U，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，電阻R5，電阻R6，電阻R7，電阻R8，電阻R9，電阻RlO，電容C3，電容C4，電容C5，電容C6，電容C7，電容C8，電容C9，穩壓二極管D4，二極管D5，二極管D6以及二極管D7組成。
[0025]連接時，電容C3的正極與轉換芯片U的SS管腳相連接、其負極經電阻R5后與三極管VT2的集電極相連接。穩壓二極管D4的N極與轉換芯片U的GND管腳相連接、其P極接地。電容C6的正極與轉換芯片U的VREF管腳相連接、其負極與穩壓二極管D4的N極相連接。電容C5的正極與穩壓二極管D4的P極相連接、其負極經電阻R6后與電容C6的負極相連接。電容C4的正極與電容C5的正極相連接、其負極與電容C6的負極相連接。電容C7的正極經電阻R8后與三極管VT3的發射極相連接、其負極與電容C6的負極相連接。電阻R7與電容C7相并聯。電容C8的正極與二極管03的_及相連接、其負極與轉換芯片U的V+管腳相連接。電阻R9串接在電容C8的正極和三極管VT3的集電極之間。二極管05的~極與三極管VT4的基極相連接、其P極與三極管VT3的發射極相連接。二極管D6的P極經電感L后與三極管VT4的發射極相連接、其N極與電容C9的正極相連接。所述電容C9的負極與三極管VT3的發射極相連接。二極管07的卩極與三極管VT3的發射極相連接、其N極與微控制器相連接。電阻RlO的一端與二極管07的_及相連接、其另一端接地。
[0026]同時，所述轉換芯片U的SHDN管腳與放大器P2的輸出端相連接、其V-管腳則與電容C7的正極相連接、其LX管腳則與三極管VT3的基極相連接。所述三極管VT2的發射極接地、其基極與穩壓二極管D4的P極相連接。所述三極管VT4的集電極與電容CS的正極相連接。為了更好的實施本發明，所述轉換芯片U優選MAX752集成芯片來實現。
[0027]該制冷機驅動電路可以穩定的驅動制冷機工作，以提高制冷機的制冷效果，其結構如圖3所示，由放大器P3，放大器P4，放大器P5，放大器P6，三極管VT5，三極管VT6，三極管乂丁7，電阻1?11，電阻1?12，電阻1?13，電阻1?14，電阻1?15，電阻1?16，電阻1?17，電阻1?18，電阻1?19，電容C10，電容C11，電容C12，電容C13，電感LI以及二極管D8組成。
[0028]連接時，電阻Rll的一端與放大器P3的正極相連接、其另一端則與MCS-51單片機的P0.2管腳相連接。電阻R14串接在放大器P3的正極和輸出端之間。電阻R12的一端與放大器P3的負極相連接、其另一端與放大器P4的輸出端相連接的同時接地。電容ClO的正極接地、其負極則與放大器P4的正極相連接。電阻Rl 3的串接在放大器P3的負極和電容Cl O的正極之間。二極管08的_及與電容C13的正極相連接、其P極則經電阻R15后與放大器P3的輸出端相連接。所述電容C13的負極與三極管VT6的集電極相連接電阻R19。串接在三極管VT5的集電極和二極管D8的P極之間。電阻R18的一端與放大器P6的負極相連接、其另一端則與三極管VT6的基極相連接的同時接地。電阻Rl 7串接在放大器P6的正極和輸出端之間。電容Cl 2的正極與三極管VT5的發射極相連接、其負極與放大器P4的負極相連接。電阻R16串接在放大器P5的負極和放大器P6的正極之間。電容Cll的正極與二極管D8的P極相連接、其負極經電感LI后與放大器P4的負極相連接的同時接地。
[0029]所述放大器P5的正極與電容ClI的負極相連接、其輸出端則與三極管VT5的基極相連接。所述三極管VT5的集電極與二極管D8的P極相連接。所述三極管VT7的集電極接地、其發射極與三極管VT6的發射極相連接、其基極則與三極管VT6的基極相連接。所述三極管VT6的基極與放大器P6的輸出端相連接、其集電極則與二極管D8的P極共同形成該制冷機驅動電路的輸出端并與制冷機相連接。
[0030]其中，放大器P3，電阻Rl I，電阻R14以及電阻R15形成一個比較電路；電容Cll，電感LI，放大器P4，電容ClO，電阻R12以及電阻R13則形成一個電壓跟隨電路。該電壓跟隨電路起負反饋作用，其把比較電路輸出的信號反饋回比較電路的輸入端，比較電路把輸入信號與反饋信號進行比對，從而調整其輸出電壓，使其輸出電壓保持穩定。
[0031]工作時，溫度傳感器組實時采集大棚內的溫度信號并傳輸給信號轉換電路，信號轉換電路把溫度傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號后傳輸給微控制器，微控制器把采集到的溫度值與預先儲存在儲存器內的最優溫度值范圍進行對比，當大棚內的溫度高于預設值時微控制器發送信號給制冷機驅動電路，由制冷機驅動電路驅動制冷機工作給大棚內的空氣降溫，直至大棚內溫度處于預設的溫度范圍值內；當大棚內的溫度低于預先設置的溫度值時，微控制器則驅動電暖器工作對大棚內進行加溫直至大棚內溫度處于預設的溫度范圍值內；當大棚內的溫度值處于預先溫度范圍時，電暖器和制冷機都不工作。同時該顯示器顯示大棚內的實時溫度值。
[0032]如上所述，便可很好的實現本發明。
【主權項】
1.一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于，主要由微控制器，分別與微控制器相連接的電暖器、制冷機驅動電路、顯示器、信號轉換電路、儲存器，與制冷機驅動電路相連接的制冷機，以及與信號轉換電路相連接的溫度傳感器組組成。2.根據權利要求1所述的一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于:所述制冷機驅動電路由放大器P3，放大器P4，放大器P5，放大器P6，三極管VT5，三極管VT6，三極管VT7，一端與放大器P3的正極相連接、另一端則與微控制器相連接的電阻RlI，串接在放大器P3的正極和輸出端之間的電阻Rl 4，一端與放大器P3的負極相連接、另一端與放大器P4的輸出端相連接的同時接地的電阻R12，正極接地、負極則與放大器P4的正極相連接的電容ClO，串接在放大器P3的負極和電容ClO的正極之間的電阻R13，N極經電容C13后與三極管VT6的集電極相連接、P極則經電阻R15后與放大器P3的輸出端相連接的二極管D8，串接在三極管VT5的集電極和二極管D8的P極之間的電阻R19，一端與放大器P6的負極相連接、另一端則與三極管VT6的基極相連接的同時接地的電阻Rl8，串接在放大器P6的正極和輸出端之間的電阻R17，正極與三極管VT5的發射極相連接、負極與放大器P4的負極相連接的電容C12，串接在放大器P5的負極和放大器P6的正極之間的電阻R16，以及正極與二極管D8的P極相連接、負極經電感LI后與放大器P4的負極相連接的同時接地的電容Cl I組成;所述放大器P5的正極與電容Cl I的負極相連接、其輸出端則與三極管VT5的基極相連接;所述三極管VT5的集電極與二極管D8的P極相連接;所述三極管VT7的集電極接地、其發射極與三極管VT6的發射極相連接、其基極則與三極管VT6的基極相連接;所述三極管VT6的基極與放大器P6的輸出端相連接、其集電極則與二極管D8的P極共同形成該制冷機驅動電路的輸出端并與制冷機相連接。3.根據權利要求2所述的一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于:所述信號轉換電路由模擬信號放大電路，與模擬信號放大電路相連接的高效轉換電路組成；所述模擬信號放大電路的輸入端與溫度傳感器組相連接，該高效轉換電路的輸出端則與微控制器相連接。4.根據權利要求3所述的一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于:所述模擬信號放大電路由放大器PI，放大器P2，三極管VTI，N極經電阻Rl后與放大器PI的正極相連接、P極與溫度傳感器組相連接的二極管Dl;負極與放大器Pl的正極相連接、正極與放大器Pl的輸出端相連接的電容Cl，N極經電阻R4后與放大器P2的輸出端相連接、P極與三極管VTl的基極相連接的二極管D3，負極與放大器P2的正極相連接、正極與放大器P2的輸出端相連接的電容C2，N極與放大器P2的負極相連接、P極接地的穩壓二極管D2，與穩壓二極管D2相并聯的電阻R3，以及串接在放大器Pl的負極和穩壓二極管D2的P極之間的電阻R2組成;所述三極管VTI的發射極與放大器PI的正極相連接、其集電極與放大器PI的輸出端相連接;所述二極管D3的N極與高效轉換電路相連接;所述放大器P2的輸出端與高效轉換電路相連接、其正極與放大器Pl的輸出端相連接。5.根據權利要求4所述的一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于:所述高效轉換電路由轉換芯片U，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，正極與轉換芯片U的SS管腳相連接、負極經電阻R5后與三極管VT2的集電極相連接的電容C3，N極與轉換芯片U的GND管腳相連接、P極接地的穩壓二極管D 4，正極與轉換芯片U的VREF管腳相連接、負極與穩壓二極管D4的N極相連接的電容C6，正極與穩壓二極管D4的P極相連接、負極經電阻R6后與電容C6的負極相連接的電容C5，正極與電容C5的正極相連接、負極與電容C6的負極相連接的電容C4，正極經電阻R8后與三極管VT3的發射極相連接、負極與電容C6的負極相連接的電容C7，與電容C7相并聯的電阻R7，正極與二極管03的_及相連接、負極與轉換芯片U的V+管腳相連接的電容C8，串接在電容C8的正極和三極管VT3的集電極之間的電阻R9，N極與三極管VT4的基極相連接、P極與三極管VT3的發射極相連接的二極管D5，P極經電感L后與三極管VT4的發射極相連接、N極經電容C9后與三極管VT3的發射極相連接的二極管D6，P極與三極管VT3的發射極相連接、N極與微控制器相連接的二極管D7，以及一端與二極管07的_及相連接、另一端接地的電阻RlO組成;所述轉換芯片U的SHDN管腳與放大器P2的輸出端相連接、其V-管腳則與電容C7的正極相連接、其LX管腳則與三極管VT3的基極相連接;所述三極管VT2的發射極接地、其基極與穩壓二極管D4的P極相連接;所述三極管VT4的集電極與電容CS的正極相連接。6.根據權利要求5所述的一種精確制冷式溫室大棚溫度自動控制系統，其特征在于:所述轉換芯片U為MAX752集成芯片。
【文檔編號】G05D23/30GK105824335SQ201610351978
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月24日
【發明人】李洪軍
【申請人】成都尼奧爾電子科技有限公司