花房温度及光照度控制电路的设计

张超

摘要 鉴于现在国内科技水平的成果，本着节约成本、控制简单的原则，设计了花房的温度及光照度实时控制电路。利用先进的温度传感器、光照传感器测量温度和光照度，由单片机控制执行单元调节温度和光照度。给出了硬件的设计方案和软件的设计思路。花房温度高、光照度大时后自动放下遮阳网和开启风机，温度低、光照强度小时自动收起遮阳网和开大暖气阀门，使得花房内的温度和光照度控制在设定的范围之内。

关键词 单片机；温度；光照度

中图分类号 S24 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）08-02505-01

Design of Greenhouse Temperature and Light Intensity Control Circuit

ZHANG Chao （College of Physics and Electronic Engineering， Taishan University， Taian， Shandong 271021）

Abstract In view of domestic results of scientific and technological level at present， based on cost saving and simple control， the greenhouse light and temperature realtime control circuit was designed. The temperature and light were measured by advanced temperature sensor and light sensor， and controlled and run by singlechip microcomputer（SCM）. The design plan of hardware and the design view of software were gave. The greenhouse temperature and light were controlled in designed range by putting down the shade net automatically and opening the fan when the temperature was high and the light was large， and folding up the the shade net automatically and opening heating valve when the the temperature was low and the light was small.

Key words Singlechip microcomputer； Temperature； Light intensity

随着现代社会的不断发展和科技水平的不断提高，花房的温度、光照度控制技术当今日趋成熟，与传统的花房相比，现在的控制更趋向于自动化、实时性、效率高。

为此，鉴于现在国内科技水平的成果，本着节约成本、控制简单的原则，笔者设计了以单片机技术为核心，选用适当温度传感器、光照传感器以及适当的驱动电路为基础的系统。

1 系统组成

该设计以AT89S52[1]为主体，利用温度传感器SHT11和光照传感器TSL2561作为检测元件，从而实现温度及光照度的实时控制，硬件图如图1所示。

图1 硬件结构

其设计思路是外界的温度通过SHT11温度传感器转换为数字信号送入单片机AT89S52，依据单片机内部程序反应驱动温度控制电路动作，从而控制花房温度维持在预设的温度范围；外界的光照强度通过TSL2561光照强度传感器转换为数字信号送入单片机AT89S52，根据单片机内部程序反应驱动温度控制电路动作，使得控制花房光照度维持在预设的光照强度范围；由于单片机的电压、电流不足以驱动12 V的继电器，需要额外增加电源电路驱动继电器动作。

1.1 温度检测电路

SHT11单芯片传感器[2]是一款复合传感器，具有校准数字信号输出的温湿度的特点。它主要应用于工业COMS 过程微加工技术，目的是确保产品具有极高的可靠性与相对的稳定性。传感器由一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件构成，和串行接口电路以及一个 14 位的 A/D 转换器在同一芯片上实现电路连接。所以，该传感器具有高品质、响应快、抗干扰强、性价比高等优点。该研究引用的是温度传感器。每个 SHT传感器都在极为精确的光照度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式储存在 OTP 内存中，传感器内部在检测信号的处理过程中要人工调整这些校准系数用以确保数据的准确性。

1.2 光照强度检测电路

该设计中的光照度检测主要是基于TSL2561[3]数字光照度检测电路来实现的。将检测的光照信号通过模/数转换送入单片机内，其工作状态为：当光照强度在2 000～10 000 lx时，光照控制电路不动作；当光照度大于10 000 lx时，光照驱动电路驱动遮阳网放下，减少光照度；当光照度小于2 000 lx，光照驱动电路卷起遮阳网，并驱动日光灯发亮。这样可把花房温度控制在设定的光照度范围内。

1.3 驱动电路设计

由于单片机输出的电压和电流不足以驱动12 V的继电器，所以要将其通过三极管放大后驱动继电器工作，如图2所示。

图2 驱动电路

2 软件设计

将SHT11数字温度传感器采集的信号通过P1.5接口送入单片机AT89S52；将TSL2561光照传感器采集的信号通过P1.6 接口送入单片机AT89S52；温度及光照度驱动电路和单片机AT89S52接口相連。程序流程图如图3所示。程序初始化后，首先选择启动温度测量：当温度大于50℃时，单