基于單片機的烤煙房多點溫濕度測控系統(tǒng)

執(zhí)行裝置主要是按照圖4所示烤煙過程對溫濕度的要求來控制加熱風機和排濕風機，考慮到電磁兼容性采用4N25光電耦合器來驅(qū)動固態(tài)繼電器來控制。固態(tài)繼電器具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長及體積小等優(yōu)點，在電路中起著自動調(diào)節(jié)，安全保護，轉(zhuǎn)換電路等作用。

2 軟件設計
本系統(tǒng)程序采用C語言編寫，這樣可以縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本，使程序易于調(diào)試和維護，可靠性高，可讀性和可移植性好。主要是把接收到的數(shù)據(jù)進行處理、并比較、反饋、輸出到溫、濕度控制執(zhí)行裝置來實現(xiàn)對烤房內(nèi)溫、濕度的測控。程序采用模塊化控制設計，循環(huán)式工作模式，周期為2 s，主要包括主程序、溫濕度采樣子程序、溫濕度執(zhí)行子程序、模糊控制子程序、中斷服務子程序、數(shù)據(jù)傳輸子程序等。
打開電源系統(tǒng)復位、初始化后微微處理器按照采樣到的當前溫度值為起點，根據(jù)設定的各烤程溫度值選定相應的升溫斜率以及相應的時間間隔，然后由相應的模糊子程序根據(jù)控制精度對烤煙房進行控制，當采樣到烤煙房溫度達到烤程設定值時，終止升溫控制過程轉(zhuǎn)入恒溫控制狀態(tài)，當溫度低于當前烤程的恒溫時就有微控制器發(fā)送指令給執(zhí)行裝置控制加熱器加熱，當溫度高于當前烤程的恒溫時加熱裝置停止加熱，溫濕度異常時報警器啟動。同時，間隔1 h記錄一次溫濕度，顯示在上位機系統(tǒng)的歷史曲線里面，以供查詢。同理，濕度控制也類似于溫度。其次，在烤煙過程中一定要注意烤煙房的密閉性以保證烤出的煙葉質(zhì)量。其中主控制程序流程圖如圖5所示。

2．1 模糊控制
在3段式烤煙工藝中，第一、三段升溫固定斜率為1℃／h，第二段升溫固定斜率為0．5℃／h。其余時間段為恒定溫度階段，如圖4所示?？緹煼靠臻g大，溫濕度控制存在很大的強時變、滯后性、非線性等特點，而模糊控制系統(tǒng)的魯棒性強，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，尤其適合于強時變、滯后、非線性系統(tǒng)的控制，所以模糊控制比傳統(tǒng)式的溫濕度控制、PID等控制有著明顯的優(yōu)勢。模糊控制系統(tǒng)響應速度快、設計簡單，從而使控制系統(tǒng)具有很強的適應能力和智能性。
2．2 人機交互界面系統(tǒng)設計
組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。該軟件處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。上位機顯示裝置采用組態(tài)軟件中常用的軟件組態(tài)王。組態(tài)王(KingView)由北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)，目前在市場上廣泛推廣KingView 6．53，KingView 6．55版本。本系統(tǒng)采用經(jīng)典KingView 6．51版本，實際烤煙實驗開機畫面如6所示。

3 結(jié)語
本文設計的多點烤煙房測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、程序設計方便、I／O口擴展簡便；另外，該系統(tǒng)既具有現(xiàn)場直觀了解溫濕度的功能，又具有遠程通信功能，為現(xiàn)代化烤煙房群的集中管理提供了必要條件。經(jīng)過實際煙農(nóng)使用，此設計滿足了3段式烘烤工藝的要求，實現(xiàn)了對烤房的遠程集中監(jiān)測，所以該系統(tǒng)較傳統(tǒng)上的烤煙房有很大的改進，可在現(xiàn)代烤煙房應用中廣泛推廣。