人工氣候室主機系

統軟件設計方案人工氣候室主機系統軟件設計方案一、人工氣候室簡介概述:控制植物生長環境的設施和設備由簡單的生長箱發展到控制復雜的人工氣候室。筆者開發的基于CAN(controllerareanetwork,即控制器局域網)總線的人工氣候室智能測試系統，主要用于對植物生長的溫度、濕度、光照度和CO2含量等狀態參數的自動檢測，對人工氣候實驗室的異常情況進行故障初發期的報警處理，模擬人類智能信息融合能力，分析植物生長狀態,控制植物生長環境所需的溫度、濕度、光照度和CO2含量，從而為植物生長環境的信息融合和控制決策奠定了基礎。系統具有參數檢測、參數分析、故障自檢、系統保密、病毒防護、知識查詢等多種功能。主機軟件采用VB(VisualBasic)和LabVIEW編寫。VB作為可視化的編程語言具有簡單易學、功能強大的特點，能在短時期內開發一個完整、易于操作的應用軟件。而美國NI(NationalInstrument)公司推出的LabVIEW圖形化編程語言，是計算機硬件、儀器測控硬件和用于數據分析及圖形用戶界面的軟件之間的有效結合，是最成功的虛擬儀器軟件，提供了所見即所得的圖形化界面編輯環境。在系統的主機軟件設計中，VB用于完成數據信息的通信，LabVIEW用于完成數字、圖形化處理。二者結合，使主機軟件具有比其它僅以VB為開發平臺的系統主機軟件更豐富完善的功能和視覺效果。系統已投入實際應用。

二、人工氣候室系統構成系統主要由中心控制室、試驗培養室和人工能源室三大部分組成。中心控制室是自然能源利用和人工能源分配的控制中心。試驗培養室是用于模擬自然環境的人工氣候室。人工能源室是在自然能源受限的情況下，按中心控制室的指令向試驗培養室提供人工能源，以滿足培養室各試驗單元和整體環境的要求。系統的結構框圖如圖1所示。

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光/度傳感器

濕度竹感器

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光/度傳感器

濕度竹感器

溫度傳醯器圖1人工氣候室系統的結構框圖系統以PC機（586/266以上機型）作為主機，以80C592單片機系統和溫度、濕度、光照度和CO2含量等參數測量電路為分機。作為系統的核心，主機安放在系統的控制室,分機安放在各個培養室,原則上一個光照箱安放一個分機。一臺主機能夠管理1~200臺分機,一臺分機能夠連接檢測溫度、濕度、光照度和CO2含量等共計1~128個傳感器。主機經過CAN串行總線,管理著10km范圍內安放在培養室中的分機（CAN節點）；每臺分機經過安裝在培養室中的各類不同的傳感器對狀態參數的采集與信息傳輸。根據不同類型植物在不同生長時期及不同生長季節，控制室主機設定植物不同的理想生長狀態參數。同時，主機根據安裝在培養室的分機中各傳感器所檢測到的實際狀態參數，與設定的理想狀態參數比較、經過模糊運算以及處理,控制人工能源室向培養室提供人工能源。這種以CAN總線結構的通信方式，具有實時性好、運行成本低、系統組建方便和工作的高可靠性等優點。而主機軟件的合理設計是系統穩定、可靠運行的關鍵，它直接影響著植物生長所需的環境狀態參數。1、人工氣候室主機軟件設計主機軟件設計遵循模塊化設計思想，采用結構化程序設計方案,具有較好的模塊性、可移植性和可修改性。主機軟件模塊主要有：通信模塊、數據顯示模塊、圖形化顯示模塊、歷史數據記錄模塊、數據分析處理模塊、決策和控制模塊等。其中，溫度、濕度、光照度和CO2含量等參數的圖形化顯示還具有顏色提示和警示功能。例如，溫度檢測圖形化顯示時，紅色顯示表明溫度過高,綠色表示溫度在正常范圍，黃色表示溫度過低。系統進行檢測時，根據設定,主機首先連接某一分機或所有分機，然后