GK毕业设计完成版

环境调控中自动加湿系统设计

4自控控制部分的设计

单室湿度自控一般采用位式调节。它由湿度传感器、湿度指示调节器和供液电磁阀等组成，使温室在温度降低的同时，湿度上升。当温室湿度未达到设定值时，在控制系统的继电器的作用下，电磁阀自动开启，使水泵向湿帘不断供液，使湿度上升。当温室湿度升到设定值时，则切断电磁阀供电，使电磁阀关闭，停止水泵向湿帘供液。而当室内湿度降低到设定值以下时，电磁阀重新开启。

以上就是通常贮存温室加湿自控的基本原理，而本设计系统在原有的基础上，以Lab VIEW为平台开发了自控系统加以改进，该系统实现了数据的自动采集、湿度的自动控制、自动显示功能。

虚拟仪器（Virtual Instrument简称VI）是基于计算机系统的数字化测量测试仪器，它充分利用现有计算机资源，并配以独特设计的仪器硬件和专用软件，能实现普通仪器的全部功能以及一些在普通仪器上无法实现的特殊功能，常被称作“软件仪器”。它利用数据采集模块完成一般测量测试仪器的数据采集功能，利用计算机系统完成一般测量测试仪器的数据分析和输出显示等功能。虚拟仪器是计算机技术现代测量技术共同发展的结晶，代表着当代仪器发展的最新趋势。（杨忠仁，2004）

所谓虚拟仪器，就是在通用计算机平台上，用户根据自己的需求定义和设计仪器的测试功能，其实质是将传统仪器硬件和最新计算机软件技术充分结合起来，以实现并扩展传统仪器的功能。与传统仪器相比较，虚拟仪器在智能化程度、处理能力、性能价格比、可操作性等方面都具有明显的技术优势。（陈敏，2001）

为了实现对整个试验过程中的湿度数据的采集和动态显示、分析、自动控制，该湿冷系统自动加湿系统湿度采集系统应具有以下几个主要功能： （1） 传感器的校准，保证采集数据的精度；

（2） 可同时对多个测点进行湿度测试，并实时显示测试点的湿度数据及变化曲线。 （3） 为了试验数据分析的需要，自行设定数据采集周期，将采集来的数据进行存储。 （4） 试验过程中，完成对湿度等数据的自动控制； （5） 计有试验过程中采集数据防溢出程序。

串口通信是一种在计算机与计算机之间或者计算机与外围设备之间传送数据的常用方法。串行通信使用计算机内建的串口，用户无需再购买任何特殊硬件，只要一根串口线就可以达到发送或接收数据的目的，而且不是测试的准确性（马草原，2005）。另外，针对本试验采用的数据采集模块，提供了串口通信协议，经实验验证了其可行性和精度保证，故本系统的通信方式就采用简单实用、快捷的串口通信。

通常串行通信有RS-232,RS-422,RS-485总线标准，接口是PC机的通用接口，也是目前最常用的串行接口标准。但RS-232属于单端信号传送，这种传送存在共地噪声且不能抑制共模干扰。它的最大缺点是通信距离短，一般只适用于15m以内的通信。RS-422总线标准虽然延长了传输距离，大大增强了抗共模干扰能力，但电路只允许有一个发送器，且一个发送器不能驱动多个负载设备。RS-485接口标准时在RS-232C接口标准的

- 16 -

环境调控中自动加湿系统设计

基础上发展起来的。它以查分平衡方式传输信号，具有很强的抗共模干扰能力，允许一对双绞线上一个发送器驱动多个负载设备（樊琪，2006）。半双工通信的RS-485总线速度快，（最大10MB/S）,传送距离远（90KB/S下可传1200m），支持多个节点，由于本试验的传输距离最大范围在100米左右，采集点数为5个，故采用RS-485总线能满足本试验的多节点，远距离要求。

湿度传感器采用的SC系列湿度传感器，该传感器比较适宜现场测量环境的相对湿度。

- 17 -

环境调控中自动加湿系统设计

5总结

本文的中心工作主要是以下几个方面：

1）在湿冷系统自动加湿系统的设计中，其首要任务是基于原有的湿帘-风机降温系统的改进设计，在原有的基础上将系统改为全封闭气循环系统，再在此基础上对硬件进行设计选用。

2）鉴于我国果蔬产量名列世界前茅，当前对果蔬贮存保鲜的要求不断提高及湿度因素在贮存中的重要意义，我们就设计了贮存温室的加湿整套系统，可控制湿度从60%到100%可调。

3）在本次的设计中我们从所给的条件中去构思去思考。安排温室的整体结构构造，从整体到部分在部分到整体的研究思路。对温室内的每一个机械元素的运作能力方式都要有良好的思考设计，将湿帘系统由原有的“湿帘—降温系统”改进为“湿帘—加湿系统”，这些都增强了思维的敏捷性和紧密性，为将来的设计工作打下了良好的基础。

4）在整个设计过程中我们根据自己的构思将温室是湿度自动调节通过湿度传感器、继电器等元件得以实现，大大减低了上手难度与操作难度，从而使此系统的应用能更广泛，更普及。

根据我国目前的科技水平和经济条件, 采用湿冷系统下湿帘加湿系统是比较现实的, 同时此系统一次投资费用低廉，甚至可以运输，因此在果蔬贮藏等地方意义重大，成为世界各国大面积农业生产建筑普遍采用的一种加湿设施。总之, 研制发展湿帘加湿系统既具有明显的经济效益, 又具有巨大的社会效益。

- 18 -

环境调控中自动加湿系统设计

6参考资料

[1]陈乃祥 吴玉林，离心泵，机械工业出版社，2002年； [2]孙研，风机产品样本，机械工业出版社，2003年； [3]周长吉，现代温室工程，化学工业出版社，2003年； [4]范德明，工业泵选用手册，化学工业出版社，1998年； [5]泵类产品样本，机械工业出版社，1988年；

[6]刘晓军，王群，湿冷保鲜技术研究与发展前景，粮油加工与食品机械，2001年； [7]张瑞宇，新型湿冷保鲜技术及应用前景，渝州大学学报（自然科学版），2002年； [8]李志澄，刘斌，蔬菜现代贮藏技术，上海科学技术出版社，1987年；

[9]王群，湿冷系统的特点及其在果蔬保鲜方面的应用前景，包装与食品机械，1995年； [10]张峰，李博，黄镇昌，基于虚拟仪器的湿冷保鲜库侧仪，轻工机械，2006年； [11]黄丹枫，杨忠诚，关于温室工程发展的思考，上海农学院学报，1998年；

[12]杨培林，郭晶，马振明，国内外设施农业的现状与发展态势，农机化研究，2003年； [13]周求湛，钱志鸿，刘萍萍，戴宏亮主编，虚拟仪器与Lab VIEW 7 Express程序设计，

北京航空航天大学出版社，2004年；

[14]焦世统，董克俭，虚拟仪器的基本原理及其应用，科技情报开发与经济，2004年； [15]陈冠玲，吴小滔，基于Lab VIEW的虚拟仪器系统及其构成，世界仪表与自动化，

2003年；

[16]崔引安主编，农业生物环境工程，中国农业出版社，1994年；

[17]Dowdy I A,Karabash N S. Experimental determination of heat and mass transfer

coefficient in rigid impregnated cellulose evaporative media[J]. ASHRAE Transactions,1988.

[18]Bulanon D M, Kataoka T, Okamoto H, et al. Determining the 3-D location of the apple

fruit during harvest[C]∥Automation Technology for Off-road Equipment, Proceedings of 2004 Conference, Kyoto, Japan, 2004.

[19]Arbel.O.Tekutieli,M.barak.Performance of a pad_fan system for evaporative cooling

greenhouse[J].J.Agric.Engng Res,1999.

- 19 -