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)速傳感器識別風(fēng)暴

使用多個(gè)傳感器,輸出層將輸出各類風(fēng)的識別結(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)部將輸出識別結(jié)果,將根據(jù)風(fēng)速大小分別設(shè)“風(fēng)暴,7級以上的風(fēng)”, “風(fēng)暴解除,為4及以下的風(fēng)”, “5、6級風(fēng)”。并根據(jù)識別結(jié)果給出不同警告和操作。

(3) 風(fēng)災(zāi)的自動防御

風(fēng)災(zāi)自動防御基本模式是:當(dāng)風(fēng)暴自動測控系統(tǒng)檢測到風(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“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)的識別與防御。

雪災(zāi)往往由于大雪下的時(shí)間過長或過大，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單位面積上雪的壓力來判斷是否需要除雪，若需要則發(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)爭取市場和快速推廣的主要因素之一。

②安全可靠

設(shè)計(jì)系統(tǒng)和選購設(shè)備時(shí)要考慮環(huán)境的溫度、濕度、壓力、振動、粉塵等要求，以保證在適宜西瓜生長的環(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)使用對象大多數(shù)是農(nóng)民，所以系統(tǒng)越簡單才越能夠普及。

③具有一定的保護(hù)措施

系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)一定的檢測程序，例如狀態(tài)檢測和診斷程序，以便系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，便于查找故障部位。對于重要的參數(shù)要定時(shí)存儲，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。