基于AVR的西瓜生產(chǎn)溫室防災(zāi)控制系統(tǒng)

1、風(fēng)暴的識(shí)別與防御

（1） 風(fēng)暴的特征分析

風(fēng)暴的風(fēng)力變化非常復(fù)雜,風(fēng)暴經(jīng)過時(shí),強(qiáng)風(fēng)、弱風(fēng)交替發(fā)生,持續(xù)不斷,如果根據(jù)風(fēng)力大小來控制開關(guān)窗,將造成風(fēng)暴期間不停地開、關(guān)窗;風(fēng)暴解除過程中,強(qiáng)風(fēng)、弱風(fēng)也是交替發(fā)生,風(fēng)力逐漸減小,風(fēng)暴發(fā)生與解除的界限模糊而交叉。因此,只根據(jù)風(fēng)力、風(fēng)速來控制開、關(guān)窗將達(dá)不到控制要求,必須準(zhǔn)確而又迅速地識(shí)別風(fēng)暴的來臨與解除。

（2） AVR單片機(jī)利用風(fēng)速傳感器識(shí)別風(fēng)暴

使用多個(gè)傳感器,輸出層將輸出各類風(fēng)的識(shí)別結(jié)果。將一段時(shí)間內(nèi)采集到的n個(gè)風(fēng)速值作為輸入值,單片機(jī)內(nèi)部將輸出識(shí)別結(jié)果,將根據(jù)風(fēng)速大小分別設(shè)“風(fēng)暴,7級(jí)以上的風(fēng)”, “風(fēng)暴解除,為4及以下的風(fēng)”, “5、6級(jí)風(fēng)”。并根據(jù)識(shí)別結(jié)果給出不同警告和操作。

(3) 風(fēng)災(zāi)的自動(dòng)防御

風(fēng)災(zāi)自動(dòng)防御基本模式是:當(dāng)風(fēng)暴自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)檢測(cè)到風(fēng)速大于等于13.9 m/s時(shí),就發(fā)出關(guān)窗指令,然后,系統(tǒng)再調(diào)用風(fēng)暴識(shí)別模式,辨別是否是風(fēng)暴,如果不是風(fēng)暴,就恢復(fù)正常的控制模式;如果是風(fēng)暴就保持關(guān)窗狀態(tài)。風(fēng)暴發(fā)生期間,就一直檢測(cè)“風(fēng)暴是否解除”,當(dāng)風(fēng)暴解除了即恢復(fù)正常的控制模式。

2、雪災(zāi)的識(shí)別與防御。

雪災(zāi)往往由于大雪下的時(shí)間過長(zhǎng)或過大，積雪的壓力導(dǎo)致溫室坍塌，所以及時(shí)清除或加固溫室可以起到很大作用，目前農(nóng)村遇到大雪時(shí)，工作人員都是整晚不睡覺，不定期的到溫室里觀察積雪情況，當(dāng)積雪積到一定程度之后就用除雪工具進(jìn)行除雪。由于雪是通過壓力產(chǎn)生破壞力的，我們就通過壓力傳感器感測(cè)單位面積上雪的壓力來判斷是否需要除雪，若需要?jiǎng)t發(fā)出報(bào)警。

2.2 性能要求

1、基于AVR單片機(jī)西瓜生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在西瓜生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，軟件、硬件緊密相關(guān)。多用硬件可減輕CPU負(fù)擔(dān)，提高工作速度。多用軟件可降低成本，但軟件人員的工作量增大。對(duì)于此系統(tǒng)，有些部分必須由硬件完成，有些部分必須由軟件完成，對(duì)于軟、硬件都可完成的交叉部分，應(yīng)根據(jù)具體生產(chǎn)情況選擇最佳方案，以達(dá)到最佳性能價(jià)格比。系統(tǒng)開發(fā)步驟： 總體設(shè)計(jì)、硬件、 軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、穩(wěn)定性測(cè)試 、撰寫技術(shù)報(bào)告。

（1）硬件設(shè)計(jì)的基本原則

①經(jīng)濟(jì)合理

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，一定要注意在滿足西瓜生產(chǎn)環(huán)境所需的性能指標(biāo)的前提下，盡可能地降低價(jià)格，以便得到高的性能價(jià)格比，這是硬件設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的一個(gè)主要因素，也是此系統(tǒng)爭(zhēng)取市場(chǎng)和快速推廣的主要因素之一。

②安全可靠

設(shè)計(jì)系統(tǒng)和選購(gòu)設(shè)備時(shí)要考慮環(huán)境的溫度、濕度、壓力、振動(dòng)、粉塵等要求，以保證在適宜西瓜生長(zhǎng)的環(huán)境下，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠。另外還要有超量程和過載保護(hù)，以保證輸入、輸出通道能正常工作。還要注意對(duì)交流市電和電火花等的隔離以及保證連接件的接觸可靠。

③有足夠的抗干擾能力

有完善的抗干擾措施，是保證系統(tǒng)精度、工作正常和不產(chǎn)生錯(cuò)誤的必要條件。例如強(qiáng)電與弱電之間的隔離措施，對(duì)電磁干擾的屏蔽，高輸入阻抗下的防止漏電等。

（2）軟件設(shè)計(jì)的基本原則

①結(jié)構(gòu)合理

程序應(yīng)該采用結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)。這不僅有利于程序的進(jìn)一步擴(kuò)充，而且也有利于程序的修改和維護(hù)。另外項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人可以負(fù)責(zé)一部分，可以提高效率。

②操作性能好，使用方便

盡量減少操作步驟，系統(tǒng)使用對(duì)象大多數(shù)是農(nóng)民，所以系統(tǒng)越簡(jiǎn)單才越能夠普及。

③具有一定的保護(hù)措施

系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)一定的檢測(cè)程序，例如狀態(tài)檢測(cè)和診斷程序，以便系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，便于查找故障部位。對(duì)于重要的參數(shù)要定時(shí)存儲(chǔ)，以防止因掉電而丟失數(shù)據(jù)。

④提高程序的執(zhí)行速度

⑤給出必要的程序說明

⑥給出系統(tǒng)的使用說明。

給出完整的用戶文檔，使描述與實(shí)際功能一致并且使用戶文檔容易理解。