温湿度模糊测控系统的开发

温湿度模糊测控系统主要由检测控制和数据处理两大部分组成。检测控制部分以MCS-51系列单片机AT89C51为核心，温湿度一体的数字式单总线传感器LTM8901将所测温湿度数据通过单总线传至单片机再由单片机通过485总线传至PC机进行数据的相关处理。LTM8901使用数字化单总线技术，使得系统精度不受传输影响；无需A／D等繁琐电路，系统可能发生故障的环节少，便于维护。485总线与232总线、422总线相比不仅延长了传输距离，而且可以挂接多个节点，满足了测控系统的要求。故本系统选择了性能优良与经济性好的485总线。 本系统可根据被检测环境的要求，任意设定温湿度的控制范围，设定温湿度上、下限值，并自动控制加热管道、喷雾机构、卷帘机构、开窗机构及排风扇的启停，对温室环境进行调节，以使温室内的温湿度度值保持在一个范围内，建立一个适合作物生长的环境。因为温室是一个复杂的环境，温湿度不是独立存在的，所以简单的控制方法很难达到较好的控制效果，故采用模糊控制算法。模糊控制算法和常用的控制算法相比，不需要知道被控对象(或过程)的数学模型；易于实现对具有不确定性的对象和具有强非线性的对象进行控制；它对被控对象特性参数的变化具有较强的鲁棒性；它对控制系统的干扰具有较强的抑制能力。模糊控制算法的实现主要是模糊控制器的设计，本系统的控制器采用双输入，单输出的二维模糊控制器的形式，双输入是：温(湿)度偏差E(室内温(湿)度和设定值之差)和温(湿)度偏差变化率EC；单输出是U：升温(加湿)和降温(除湿)的控制量。隶属度函数采用三角隶属函数，再根据专家经验建立模糊控制规则，形成模糊控制规则表，从而实现对环境温湿度的模糊控制。 数据处理软件采用可视化语言Visual Basic6.0编写。VB引用了Windows的三大核心技术，即可视化技术、面向对象的方法和事件驱动程序设计。软件界面设计非常便捷，编程工作量较小，开发周期短，完全能够满足系统功能要求的数据采集速度。为了存储温湿度数据及检测控制的相关信息，用Access作为后台数据库，建立了用户管理数据库、实时采集数据库、历史数据库、参数设置数据库及执行机构状态数据库。软件包括系统功能模块、实时数据显示模块、历史数据处理／查询模块、报表输出模块、数据采集设置模块、帮助文件六大模块。这六大模块完成通讯检查；建立与修改用户账户；实时显示温、湿度数据，执行机构的状态；对历史数据进行统计分析查询；显示历史趋势曲线；以文本或表格方式保存数据；以表格或曲线图方式打印数据；用户可以根据需要打印日、月、年报表；设置采集时间间隔，温、湿度值的上、下限，下位机的编号；校对时间；查询有关系统的使用说明。 本系统具有通用性强，抗干扰能力强，成本低的特点，具有一定的智能化，适用于各种温湿度检测控制环境。