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1. 系统方案设计
1.1 系统方案选择
目前，温室监控系统通常采用模拟电路控制、PLC控制和单片机控制这3种方案，这3种方案各具特色，通常被应用到不同场合中，它们的具体特点如下。
（1）模拟电路控制。该方案采用传统的二位模拟控制方法，采用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈温湿度值与给定的温湿度值比较后，决定是否调节温度和湿度。由于采用模拟控制方式，模拟系统受温度的影响大，不能使控制的精度做的较高，而且不能使用键盘设定，因此放弃了本方案。
（2）PLC控制。该方案用PLC做主要的设计技术，通过用其中的相关部件的开关控制达到温室中温度和湿度的控制的目的。虽然利用PLC控制编程方便、抗干扰能力强，但是由于PLC价格昂贵，不适合本系统设计，因此放弃了PLC方案。 （3）单片机控制。该方案以STC89C52芯片为核心，DHT11作为温室温湿度的传感器，LCD1602显示屏显示数据，通过使用弱电控制强电来控制继电器对温湿度进行调节。采用单片机控制使电路容易设计，且硬件电路简单，造价较低，编程灵活，通过编程可以实现多种控制功能。因此，本设计最终选择了这种方案[2]。
1.2 器件的选择
1.2.1 传感器的选择
信号采集系统通常包括传感器，A/D转换器和部分调理电路三部分。常见的信号采集系统有传统信号采集系统和数字式传感器两种类型。
（1）传统信号采集系统。该系统的方框图如图1所示，系统主要采用单总线的DS1820的温度传感器和S110X相对湿度传感器组成的监测仪，并通过ADC0809转换器将模拟信号转化为单片机接受的数字信号，然后才能与微处理器连接，而且传感器和转换器之间还需要部分调理电路，如在传感器和A/D转换之间可能需要运放来放大传感器采集到的电压信号。传统的模拟式湿度传感器优点是抗干扰能力强，响应快。但是这种信号采集系统不仅需要信号调理电路，还要对其进行适当的校准和标定，其测量精度难以保证，因此不采用这种系统 [3]。
图1 传统的信号采集系统方框图
（2）数字式传感器信号采集系统。该系统主要采用集温湿度传感器于一体的DHT11芯片为主要芯片的控制仪。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。DHT11典型应用电路如图2所示，其连接电路简单，只需要占用单片机一个I/O口即可完成上下位的连接。在常规设计中，连接线长度短于20米时用5K上拉电阻，大于20米时根据实际情况使用合适的上拉电阻。DHT11 数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，保证系统具有很高的可靠性与很好的长期稳定应，因此，本设计采用该种系统。
图2 数字式信号采集系统方框图
1.2.2 微处理器的选择
当前微处理器种类繁多，用户可根据功能和成本的需求选择不同微处理器。常见的有ATMEL单片机以及STC单片机，它们的特点如下。
（1）ATMEL单片机。该单片机具有以下特点：将Flash技术与80C51内核相结合，形成了片内带有Flash存储器的AT89C5x/AT89S5x系列单片机，与MCS-51系列单片机在原有功能、引脚以及指令系统方面完全兼容。具备看门狗定时器、在线编程及SPI串行接口技术等。
（2）STC单片机。该单片机与ATMEL单片机相同的是都是51系列单片机，都支持ISP在线编程功能，从而可以不用使用昂贵的编程器。不同的是STC的在线编程方式是通过串口，需要一个MAX232芯片做串口通信电路，AT的是并口编程方式，需要一个74HC244来做并口通信电路，相对来说STC的在线编程方式简单点。除此之外STC单片机相比AT单片机加密性强、超强抗干扰、超低功耗，而且价格便宜。因此本系统选用STC89C52作为微处理器[4]。
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