柴若楠 辛妍貝 劉騰麟 徐笑林 李培德 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)

一、單片機(jī)的工作原理

單片機(jī)是一塊專門用于對系統(tǒng)或者其他設(shè)備溫濕度進(jìn)行檢測和控制的大規(guī)模集成電路溫度控制芯片,相當(dāng)于一個(gè)微型數(shù)字計(jì)算機(jī)溫度控制系統(tǒng)。溫度控制單片機(jī)通常是靠特定的程序驅(qū)動(dòng)工作的,并且程序可以隨時(shí)進(jìn)行修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的溫度控制功能。單片機(jī)的主要應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)是構(gòu)造簡單、體積小,能耗低且同時(shí)具有較高的自動(dòng)抗干擾性和良好的穩(wěn)定性。目前單片機(jī)的設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)都是集中在零部件和接口技術(shù)上是創(chuàng)新的方向,可根據(jù)其需要并行或串行的擴(kuò)展,構(gòu)成各種不同的應(yīng)用和規(guī)模的上位計(jì)算機(jī)過程控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),增強(qiáng)了與單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)交互的控制能力,旨在大大擴(kuò)展了單片機(jī)的外部控制功能。

二、單片機(jī)在自動(dòng)化工業(yè)上的主要應(yīng)用

工業(yè)中的自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)是最早的采用自動(dòng)化單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行控制的自動(dòng)化領(lǐng)域之一,在工業(yè)測控自動(dòng)化系統(tǒng)、過程自動(dòng)化控制、機(jī)電一體化控制設(shè)備中主要是利用自動(dòng)化單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)各式各樣的用途。單獨(dú)設(shè)計(jì)使用一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)可以直接實(shí)現(xiàn)一些較小規(guī)模的過程控制數(shù)據(jù)處理功能,作為單片機(jī)底層的檢測、控制的單元與上位的計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合可以單獨(dú)設(shè)計(jì)組成大規(guī)模的在工業(yè)中應(yīng)用的自動(dòng)化過程控制的系統(tǒng)。單片機(jī)還同時(shí)可以廣泛應(yīng)用于各種物理參數(shù)測量，這些都可以直接利用智能單片機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在這類的控制系統(tǒng)中,用智能單片機(jī)控制器作為系統(tǒng)的控制器,可以根據(jù)其被控對象的不同生理特征分別采用不同的人工智能算法,以更好地實(shí)現(xiàn)用戶期望的自動(dòng)控制性能指標(biāo),從而大大提高了生產(chǎn)的效率和提高產(chǎn)品質(zhì)量。還有一些典型的應(yīng)用如自動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制、自動(dòng)生產(chǎn)線等。

三、單片機(jī)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)上的主要應(yīng)用

隨著農(nóng)業(yè)信息化的不斷推進(jìn)和發(fā)展,以智能單片機(jī)控制器為主要技術(shù)基礎(chǔ)的智能計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中一直發(fā)揮著十分重要的地位和作用,大大提高了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率。

單片機(jī)溫度值的測量是很多計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要的指標(biāo),在一些特殊的場合下我們需要對其溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的測量,例如應(yīng)用在現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)溫室大棚等。智能手機(jī)的廣泛普及可使智能手機(jī)的終端與農(nóng)業(yè)溫室現(xiàn)場空氣溫濕度的測量很好地結(jié)合了起來。單片機(jī)利用了無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),并以數(shù)字單片機(jī)處理器作為系統(tǒng)核心的數(shù)據(jù)處理器,能夠?qū)Σ杉笈飪?nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集，同時(shí)能夠完成對大棚內(nèi)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、傳輸和存儲。以數(shù)字溫濕度測量傳感器自動(dòng)測量大棚溫室內(nèi)的溫濕度。這樣一來即大大降低了的勞動(dòng)成本,又方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理。

現(xiàn)如今,在我國農(nóng)村大棚澆地的灌溉方式大都采用的是農(nóng)村大水漫灌,并沒有完全意識到農(nóng)村水資源的嚴(yán)重短缺。我們也可以考慮利用基于單片機(jī)的智能節(jié)水型大棚灌溉控制管理系統(tǒng),該控制系統(tǒng)以單片機(jī)為系統(tǒng)的核心部件,通過單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苣K的優(yōu)化設(shè)計(jì),完成灌溉系統(tǒng)的自動(dòng)采集灌溉數(shù)據(jù)、自動(dòng)控制灌溉的時(shí)間等整個(gè)操作過程。

四、單片機(jī)在生活中的出現(xiàn)以及應(yīng)用

可以這樣簡單來說,現(xiàn)在的家用電器基本上都是采用了專業(yè)的單片機(jī)進(jìn)行控制,從傳統(tǒng)的家用電器到現(xiàn)在的人工智能，無一不在使用單片機(jī)。但隨著生活的科技日新月異,人們不僅對于生活產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,而且對于家居生活也是提出了一系列全新的認(rèn)識和要求。尤其在這個(gè)數(shù)字化的信息時(shí)代,智能家居已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用到了人們的日常生活中,它能夠很好的讓忙碌一天的自己一到家甚至沒有回到家之前就已經(jīng)能真正享受到了智能家居給我們帶來的便利,智能家居究竟能怎么樣讓我們的生活更加簡單、舒適。

我們目前可以設(shè)計(jì)和開發(fā)基于stc單片機(jī)控制器為設(shè)計(jì)核心的智能家電控制設(shè)備和終端,控制終端一般是指能夠直接控制一套單片機(jī)設(shè)備或幾套控制設(shè)備的智能家電控制單片機(jī)或終端器,它的功能和用途主要是通過多種不同的控制設(shè)備和方式實(shí)現(xiàn)對不同設(shè)備和接口的家電遠(yuǎn)程控制。通過實(shí)物模型展示可以直接實(shí)現(xiàn)遙控，語音控制等功能,對不同具有控制功能的家用電器單片機(jī)都實(shí)現(xiàn)了智能控制。通過對單片機(jī)的串口射頻通信、復(fù)位控制電路、時(shí)鐘、定時(shí)器、中斷控制功能等都進(jìn)行了設(shè)計(jì)和控制來從而達(dá)到對家用電器單片機(jī)的整體功能設(shè)計(jì)。這使得智能家居的設(shè)計(jì)概念深入人心。