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基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用

基于单片机的温湿度控制系统的研究与应用

作者：方玉鑫哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

单片机由于其自身的特点，在工业生产中被运用的越来越广泛，不仅可以用在控制系统中，也可以用在数据采集系统中。温度和湿度是工业生产中的基本的测量参数，如果能被准确的测量，将会对生产和研究有着重要的意义。本文设计选择MSP... 详细信息

单片机由于其自身的特点，在工业生产中被运用的越来越广泛，不仅可以用在控制系统中，也可以用在数据采集系统中。温度和湿度是工业生产中的基本的测量参数，如果能被准确的测量，将会对生产和研究有着重要的意义。本文设计选择MSP430F149单片机作为核心控制芯片，液晶屏为显示窗口，通过键盘完成系统的参数设定和控制，而且本系统还具有语音报警功能。本设计的硬件设计中，通过对系统的功能介绍选取了满足本设计要求的元器件，并且介绍了这些元器件的特点和模块电路的设计。软件设计部分通过流程图和时序图来表现了系统的软件设计方法，该部分主要分为两个过程：温湿度监测过程和温湿度控制过程。温湿度监测过程是通过传感器对温湿度进行监测，然后经过单片机，把结果发送到液晶屏上显示。温湿度控制过程中采用了增量式PID算法对系统进行自动控制。本文最后对系统的性能进行了测试，在温湿度的控制中能够很好地使温湿度保持在设定值的上下，温度的偏差控制在±0.5℃，湿度的偏差控制在±3%RH。本系统遵循了可靠性和性价比的设计原则，因此，在实际应用中也可以取得良好的效果。

关键词： MSP430 DS18B20 HS1101 温湿度控制系统 PID算法

基于模糊自适应PID的植物工厂温湿度控制系统的研究

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基于模糊自适应PID的植物工厂温湿度控制系统的研究

作者：刘昆天津职业技术师范大学

学位级别：硕士

近年来,植物工厂受到世界各国政府和国际知名企业的广泛重视,植物工厂是一种能够根据农业作物的生长环境需求,利用智能自动控制技术,实现用最小的代价(空间、时间、材料、水电、经济成本等)得到人类需要的(口感、营养、绿色、健康等)植... 详细信息

近年来,植物工厂受到世界各国政府和国际知名企业的广泛重视,植物工厂是一种能够根据农业作物的生长环境需求,利用智能自动控制技术,实现用最小的代价(空间、时间、材料、水电、经济成本等)得到人类需要的(口感、营养、绿色、健康等)植物产品的高效生产系统。植物生长柜作为一种微型植物工厂,能够在一个密闭的环境里通过智能自动控制系统控制植物生长的环境因子,包括光照、温度、湿度、CO浓度以及营养液。植物生长柜中温湿度控制系统是一种较为复杂的系统,在工业生产过程中温湿度是重要的控制参数,由于温湿度控制是一种非线性、时变、强耦合和不确定的复杂过程,且难以建立精确的数学模型,采用传统的PID控制往往不能实现满意的控制效果。针对以上问题,本文研究了一种模糊自适应PID控制器的设计方法,为植物工厂控制系统的建模与控制提供了一个有效途径,其主要研究内容包括:首先,对植物生长柜的温湿度控制原理进行了简要介绍,利用阶跃响应曲线法对加热棒-温度、加热棒-湿度、加湿器-温度、加湿器-湿度四个回路分别建立简化数学模型。其次,考虑到PID控制算法简单方便、调整速度快,但需要建立精确的数学模型且对于模型结构变化不具备良好的适应能力;模糊控制无需建立精确的数学模型,对被控对象参数变化适应能力强,而且在被控对象模型结构发生较大改变时,仍然能够获得较理想的控制效果。因此,在两种算法的基础上,利用模糊规则对PID参数自整定,研究了一种模糊自适应PID控制器的设计方法,对系统模型进行了仿真对比分析。仿真结果验证了该控制方法相比于传统PID控制方法,可以减小系统的超调量,降低系统振荡,加快输出响应速度,当受到随机扰动时,系统具有一定的抗干扰作用。再次,针对植物工厂温湿度之间存在的强耦合性,采用前馈补偿解耦法对温湿度控制系统耦合回路进行解耦,解除了加热棒-温度与加湿器-湿度通道的耦合作用。最后,利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型,通过仿真对比验证了采用未解耦的温湿度PID控制、解耦的温湿度PID控制以及解耦的模糊自适应PID控制的控制效果,仿真实验结果表明本文所设计的温湿度模糊自适应PID控制系统能够实现对被控对象的控制目标,能够解除温湿度之间的耦合性,具有响应速度快、稳定性高的优点。

关键词：植物工厂模糊控制 PID 解耦控制温湿度控制系统

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洁净室的温湿度控制系统

计算机系统应用 2004年第10期13卷 49-51页

作者：李小遐杨云刘瑞霞陕西科技大学计算机与信息工程学院 712081 山东省计算中心 250014

本文以药厂洁净室的温湿度控制为例,设计了一套基于PID参数模糊自调整、串级控制和分段控制的洁净室温湿度控制系统。该系统不仅适用于药厂洁净室的恒温恒湿控制,也可用于各种制造行业的室内温湿度控制。

关键词：温湿度控制系统洁净室模糊自调整 PID参数分段控制串级控制恒温恒湿制造行业药厂

带定位信息的ZigBee温湿度控制系统的设计与实现

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带定位信息的ZigBee温湿度控制系统的设计与实现

作者：闫思锐贵州大学

学位级别：硕士

随着社会进步、电子技术、计算机科学技术的发展,环境监测控制系统也随之进入了科技化、现代化水平,温湿度等环境因子的数据采集显示更趋近于区域精准化显示。温湿度在工农业、制造业、设备储存等方面都是要考虑的最基本的参数之一,运... 详细信息

随着社会进步、电子技术、计算机科学技术的发展,环境监测控制系统也随之进入了科技化、现代化水平,温湿度等环境因子的数据采集显示更趋近于区域精准化显示。温湿度在工农业、制造业、设备储存等方面都是要考虑的最基本的参数之一,运用现代化技术对温湿度进行采集、显示、实时控制,可以有效提高工作效率以及经济价值。本系统设计了一种带定位信息的Zig Bee温湿度控制系统。本文首先介绍了带定位信息的Zig Bee温湿度控制系统的重要意义,Zig Bee无线技术的现状以及Zig Bee定位技术的国内外研究水平,温湿度控制系统的研究历史和现状。其次分析了Zig Bee的协议规范以及各层的工作原理,并对Zig B ee网络的结构及形成过程进行了分析。针对几大室内无线定位技术进行了介绍,对Zig Bee室内无线定位技术的定位机制和基于RSSI的定位方法进行了详细阐述,对常用的定位算法进行了介绍,对本系统所使用的芯片CC2530定位引擎和工作原理进行了详细介绍。本系统的设计是基于Zig Bee无线通信协议设计的温湿度采集控制系统,因为其应用了Zig Bee定位技术,可以显示各温湿度节点所在的区域。系统的设计充分利用了Zig Bee通信协议的低功耗,网络容量大和可靠性强的优点,首先利用Zig Bee组建温湿度节点的无线传感器网络,利用Zig Bee无线传感器网络实时采集温湿度信息,并将温湿度信息进行分析、存储,最终可以将监测信息收集于控制中心,在控制中心的上位机软件上进行显示,直观的显示在观测者面前。最后依据以上所学习的理论基础知识对本温湿度控制系统进行了设计,本设计主要对网络协调器、温湿度监测节点以及信标节点三大模块进行了软件和硬件上的设计,硬件上给出了详细的硬件电路系统设计电路图,软件上对室内定位算法,温湿度采集函数,上位机软件以及网络通信等方面进行了实现并且给出实现代码。在测试中罗列出相应的测试结果和数据的分析。本文最终的系统实现结果表明,所设计的带定位信息的Zig Bee温湿度监测系统可以达到预期的效果。

关键词： ZigBee定位技术温湿度控制系统 ZigBee网络 CC2530芯片

基于单片机的输电线路混凝土试块标养箱的温湿度控制系统的设计研究

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电子世界 2019年第5期 113-114页

作者：刘川姚婕吕建兵杨迎洲骆显辉张永鑫新疆送变电有限公司

随着我国新时期国民经济的跨越式发展,各个领域的电力需求正在大幅上涨,我国电力行业的创新发展也在实现快速进步,而750kV输电线路作为整个电力系统中的重要组成部分,对于整个电网系统的安全与稳定运行有着重要的影响。因此必须要提高75... 详细信息

随着我国新时期国民经济的跨越式发展,各个领域的电力需求正在大幅上涨,我国电力行业的创新发展也在实现快速进步,而750kV输电线路作为整个电力系统中的重要组成部分,对于整个电网系统的安全与稳定运行有着重要的影响。因此必须要提高750kV输电线路的施工质量,保障750kV输电线路的安全可靠运行。本文则针对线路混凝土试块标的标养问题进行相关创新设计,提供一种控制精确、操作方便、使用广泛的应用于输电线路铁塔基础混凝土试块的恒温保湿标养箱。

关键词： 750kV输电线路温湿度控制系统混凝土试块创新设计标养单片机跨越式发展国民经济

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基于单片机的粮库温湿度控制系统的设计

电子世界 2019年第16期 122-123,126页

作者：薛晶晶井航雷文礼杨延宁延安大学物理与电子信息学院

为了减少因环境潮、热等造成的粮食大面积发霉情况,设计了一款基于STC8052单片机的粮库温湿度控制系统。该系统由DHT11传感器进行检测并将数据发送给单片机,检测到的实际的数值由LCD1602显示,若检测的数据在预设值内,系统不做反应,若检... 详细信息

为了减少因环境潮、热等造成的粮食大面积发霉情况,设计了一款基于STC8052单片机的粮库温湿度控制系统。该系统由DHT11传感器进行检测并将数据发送给单片机,检测到的实际的数值由LCD1602显示,若检测的数据在预设值内,系统不做反应,若检测数据不在预设值内,单片机通过控制三极管来导通继电器控制负载进行调节,进而改善粮库中的温湿度。该系统能够实时检测和控制粮库中的温湿度,设计成本便宜,系统稳定,在安全储藏粮食中具有重要的意义。

关键词：温湿度控制系统设计成本单片机粮库 LCD1602 检测数据继电器控制数据发送

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档案库房温湿度控制系统的研究

电脑开发与应用 2001年第6期14卷 2-3,5页

作者：鲁志康绍兴文理学院绍兴312000

主要讨论了档案库房温湿度控制系统的设计方法，系统可在库外对档案库房内的温湿度、空调、除湿器等进行自动监测和控制，同时阐述了上位机和下位机的设计及系统软件的研究。

关键词：档案库房温湿度控制系统档案馆微机控制

计算机温湿度控制系统节能静态最优工况的寻求(续)

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自动化仪表 1987年第3期 21-23+17+28+34页

作者：王大克上海八五钢厂

三、数学模型法和搜索法相结合寻求系统的静态最优工况 1.方案确定本节探讨采用微型计算机系统使车间的空调达到节能静态最优的自动控制.系统实时控制如图3所示.

关键词：温湿度控制系统车间温度数学模型搜索法试验模型密码算法给定值规定值最优工况最优控制系统水泵转速

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基于单片机的温湿度控制系统的设计

科技资讯 2016年第27期14卷 22-22,24页

作者：陈绍勇苏州工业园区工业技术学校江苏苏州215123

单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模... 详细信息

单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。对于单片机来说,温度和湿度的控制极为重要,温湿度的控制会对单片机的正常工作提供充足的保障。该文就单片机温度控制系统的研究意义、主要电路和系统设计做出了详细论述,希望为我国此行业的健康稳定发展做出些许贡献。

关键词：单片机温湿度控制系统设计