重庆理工大学毕业论文 智能温室上位测控系统设计目录摘 要2Abstract3第1章 绪论41.1 课题背景41.2 智能温室系统发展现状51.3 课题研究内容以及技术指标6第2章 智能温室系统总体方案的设计82.1 系统描述82.2 总体方案选择8第3章 上位测控系统与现场测控系统通信设计123.1 串行通信12 3.2 RS-232总线标准123.3 硬件连接电路以及通信协议14 3.4 Visual Basic6.0中的串行通信控件MSComm163.4.1 MSComm控件处理通信的方式163.4.2 MSComm控件的常用属性163.4.3 MSComm控件的使用183.5 VB程序编制18第4章 上位测控系统软件系统204.1 上位测控系统信息管理系统功能204.2 数据库的设计214.2.1 Access数据库的设计214.2.2 VB操作Access数据库的方法234.3 应用程序的设计244.3.1 用户管理模块设计254.3.2主界面的设计284.3.3 实时数据显示模块的设计314.3.4 查询模块的设计324.3.5 历史数据趋势图模块的设计334.3.6标准参数修改模块的设计344.3.8 保存程序以及建立可执行文件36总结与展望38参考文献39致 谢41附录 程序清单42 摘 要 基于现场测控系统实现温度湿度光照信号的上位测控系统，首先分析了在Visual Basic 编程环境中实现上位测控系统与现场测控系统之间的串口通信技术，介绍了如何通过MSComm控件实现两者之间的通信，现场测控系统将数据送至串口，上位测控系统通过程序将数据取走并将其保存在数据库中。然后介绍了VB 和ACCESS的连接,并介绍了相关控件和实现方法, 最后显示到主界面, 可以进行查询，参数设置等功能。经调试表明，该设计性能较稳定，界面较美观，该智能温室上位测控系统系统拥有较良好的人系统界面，通用性好，操作简单、方便、易于实现温度的集中监控和管理等特点，理论上具有较广泛的应用前景。关键词: VB 现场测控系统 串口通信 数据库Abstract MCU-based PC monitor temperature and dampness and beam signal first analyzed the Visual Basic programming environment in the host computer and serial communication between MCU，and describes how the API functions for communication between PC and MCU, Serial data sent to the microcontroller, PC taken away by the program and save the data in the database and gives the collection of the system code. Then introduces the VB and ACCESS connections, and describes the relevant controls and implementation methods, the test results are given to ver ify the effectiveness and feasibilit y of the methods finally. The shakedown test application shows that this design performance is stable and the contact surface is artistic.The Intelligent greenhouse computer system has good human-computer interface, good common, simple and convenient operation. It is easy to implement centralized monitoring and management of the temperature. The system has a very extensive application prospect in the theory. Keywords: VB MCU Serial Communication Database第1章 绪论1.1 课题背景 由于植物只有在合适的环境下生长，所以不同植物只有在温度湿度光照适宜的季节生长，为了在一年四季都可以得到只在适宜季节才生长的植物，则发明了温室系统，温室系统里面的环境与外界隔绝，由人工控制温室内部的温度湿度光照来满足植物生长多需要的外界环境，其中影响植物生长的因素很多，目前科学家已经确定了52种因素，如土壤有系统质、土壤水分、根层深度、温度、湿度、光照度、风速等等，所以掌握植物生长环境中的这些因素是很重要的，温度、湿度、光照度对植物的影响是最大的。（1）温度对植物生长的影响 温度对植物生长的影响是综合的，它既可以通过影响光合、呼吸、蒸腾等代谢过程，也可以通过影响有系统物的合成和运输等代谢过程来影响植物的生长，还可以直接影响土温、气温，通过影响水肥的吸收和输导来影响植物的生长。因此在生产实践上培育健壮植株，常常要求低于最适温度的温度，这个温度称协调的最适温度。（2）湿度对植物生长的影响 影响湿度的因子主要取决于水汽的来源、输送与空气保持水汽的能力等。因此，影响水汽供应的因子如降水、水体的存在、土壤水分的高低和蒸发条件等，影响水汽输送的条件如风、垂直气流等，以及影响空气保持水汽能力的条件如气温等，都可能影响湿度。湿度另一方面决定于空气温度。空气湿度或饱和差是影响植物吸水与蒸腾的重要因子之一。（3）光照度对植物生长的影响 光是植物进行光合作用的能量来源。光合作用主要是依靠植物的叶绿素这一器官完成的。同一种植物在不同的发育阶段对光的要求也不一样。如厚朴、杜仲等木本植物，幼苗期也需遮阴，怕强光。当参幼苗喜阴，成株则喜阳。黄连虽为阴性植物，生长不同阶段，耐阴程度都不同。幼苗期最耐阴，但栽后第四年则可除去遮阴物，在强光下生长，利于根部生长。一般情况下，植物在开花结实阶段或块茎等贮藏器官形成阶段，需要较多的养分，对光的要求也更高。了解植物对光照度的生态类型，在药用植物合理栽培、兼做套种、引种驯化等方面，都是非常重要的。 51现场测控系统的温室自动控制系统，是基于目前我国温室大棚生产的特点，在温室大棚生产实现智能自动化的基础上，实现连栋温室大棚的规模化生产，既能满足个体生产的需要，又便于企业规模的生产的需要。本系统采取传感器的技术采集温度、湿度的信号，经现场测控系统对信号的处理，传入上位测控系统系统进行人工监测以随时了解温室大棚的各项参数指标。1.2 智能温室系统发展现状（1）国外状况 世界发达国家如荷兰、美国、以色列等大力发展集约化的温室产业，温室内温度、光照、水、气、肥实现了计算系统调控，从品种选择、栽培管理到采收包装形成了一整套完整的规范化技术体系。 美国是最早发明计算系统的国家，也是将计算系统应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国有发达的设施栽培技术，综合环境控制技术水平非常高。环境控制计算系统主要用来对温室环境(气象环境和栽培环境)进行监测和控制。以花卉温室为例，温室内监控项目包括室内气温、水温、土壤温度、锅炉温度、管道温度、相对空气湿度、保温幕状况、通窗状况、泵的工作状况、CO2浓度、Ec调节池和回流管数值、pH调节池和回流管数值；室外监控项目包括大气温度、太阳辐射强度、风向风速、相对湿度等。温室专家系统的应用给种植者带来了一定的经济效益，提高了决策水平，减轻了技术管理工作量，同时也为种植带来了很大方便。（2）国内状况 我国农业计算系统的应用开始于20世纪70年代，80年代开始应用于温室控制与管理领域。20世纪90年代初期，中国农业科学院农业气象研究所和作物花卉研究所，研制开发了温室控制与管理系统，并开发了基于Windows操作系统的控制软件；90年代中后期，江苏理工大学毛罕平等人研制开发了温室软硬件控制系统，能对营养液系统、温度、光照、CO2 、施肥等进行综合控制，是目前国产化温室计算系统控制系统较为典型的研究成果。在此期间，中国科学院石家庄现代化研究所、中国农业大学、中国科学院上海植物生理研究所等单位也都侧重不同领域，研究温室设施的计算系统控制与管理技术。“九五”期间，国家科技攻关项目和国家自然科学基金均首次增设了工厂化农业(设施农业)研究项目，并且在项目中加大了计算系统应用研究的力度，其中“九五”国家重大科技产业工程“工厂化高效农业示范工程”中，直接设置了“智能型连栋塑料温室结构及调控设施的优化设计及实施”（3） 我国温室存在的主要问题 1)科技含量和总体发展水平较低。我国设施栽培起步晚、基础差，没有将其作为整体工程问题研究。从设施装备到栽培技术的生产管理不配套，生产不规范，难以形成大规模商品生产。 2) 我国现有的温室控制系统仍以控制一个温室为主，没有基于温室群的控制系统。这样降低了生产管理的效率。 3）温室测控系统的通信仍然采用有线方式。我国温室测控系统的通信主要有485总线以及CAN总线等有线方式。这些有线通信方式不仅使得温室内的信号线和动力线错综复杂，而且导致系统的可靠性降低，安装维护工作量变大。 4) 缺少基于农业专家知识的上位测控系统管理系统。我国目前的温室控制系统中，一些上位测控系统只限于存储采集的历史数据，没有根据农业专家知识的实时控制管理系统。 5) 设施水平低，抵御自然灾害的能力差。我国目前部分温室的建筑材料主要是钢材和玻璃。但没有形成国家统一的标准和工厂系列的产品，且应用率仅占设施栽培面积的10，而绝大部分由农民自行建造的塑料日光温室也只能起到一定的保温作用，根本不能实现对温度、湿度、光照等环境因子的调控。6） 系统械化水平低，调控能力差，作业主要依靠人力。生产管理主要靠经验和单因子定性调控。1.3 课题研究内容以及技术指标 温度湿度光照信号采集与监测是智能温室系统控制中的重要组成部分。随着现场测控系统技术与计算系统技术的稳步发展，利用现场测控系统与上位测控系统的串口通信，实现温度湿度光照数据采集并对其数据进行监测，在科研及生产中得到了非常广泛的应用。在很多测控系统中,需要将采集到的信号送入计算系统，由计算系统进行实时显示或分析处理。这就要求计算系统具有能从现场发出控制命令或获取实际数据的能力,这些功能的实现可以通过对计算系统串口的操作完成的,简单来说就是智能温室测控系统必须实现计算系统对串口的控制与访问。利用现场测控系统与计算系统之间串口通讯实现温度湿度光照数据的采集和处理的设计方法。其中涉及了上位测控系统与现场测控系统串口通信，温度数据采集与存储，数据库调用查询