基于Intel80C51BH的设施栽培光照信息采集管理系统

发布时间：2020-07-21 17:30:27 阅读：次来源：船板厂家

摘要：气候资源的分析和利用，对发展温室大棚农业十分重要。设计了一种由单片机控制的自动光照信息采集系统。用光电池做为传感器来采集光照信号，通过AD7812转换器将采集到的模拟信号转换成数字信号，再利用Intel80C51BH单片机对数据进行记录、处理、比较分析并发出执行指令，最后由执行电路来执行。本设计自动化程度高、测光准确、电路简单、实现容易、成本低、有实用价值。关键词：自动化；单片机；设施栽培；光照测量设施栽培技术主要是指利用普通的大棚或温室大棚来生产蔬菜、水果等农作物的技术。随着设施栽培技术的普及，温室大棚数量不断增多。农作物产量往往随着气候的变化而波动，如何提高气候意识，做到顺应气候规律，合理利用气候资源，对发展温室大棚农业有着极为重要的意义。在诸多气候资源信息中光照度对农作物生长极其重要，不同的作物对光照度的要求是不一样的，科学合理地利用光照才能生产最优的产品。现有的光照度测量设备存在很多缺点，本文研究并设计了一种基于单片机的自动光照度测量、记录和调节的智能管理系统。本系统设计简单、性能可靠，全天候监控并记录数据，对数据分析并可自动执行。1 系统硬件设计本系统硬件是由光传感器电路、模数转换器、单片机和执行电路组成。具体地说是先用光电池来采集光照度信号，通过模数转换器AD78 12将采集到的模拟信号转换成数字信号，再利用80C51BH单片机对数据进行记录和分析并发出执行指令，最后由执行电路来执行调整遮光设备。1．1 光照度采集及放大电路设计1．1．1 光电池设计本设计的光照度采集由硅光电池来完成．安装方法如图1所示。

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图中4个光电池G1～G4分别放置在4个独立的只有上面透光的箱体底部，避免光线直射到光电池上，上面放置玻璃和遮光材料，根据透光权数的不同，从G1到G4上面的遮光材料的遮光程度是不同的。G1不放遮光材料，G2放置一层，G3放置2层，G4放置4层，遮光材料可用多层半透明的塑料膜代替。1．1．2 运算放大电路设计电路设计如图2所示。

本单元的核心器件是OP07芯片，它是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。OP07同时具有输入偏置电流低(±2 nA)和开环增益高(300 V／mV)的特点。在这里OP07起到放大光照度信号的作用，输入信号在2脚以负极性电流信号输入，输出信号以电压形式由6脚输出。随着光强的增强，4个光电池相继导通，这样就把光强信号转换成电流信号。当光照最强时(200 klux)，4个光电池都输出最高电流，使4个三极管VT1～VT4都处于饱和导通状态，这时输出电压最大，理论上输出电压UT=5．215 V。考虑到电路中有一定的光电池电流和三极管的误差，实际电压要比这值略低。这里的RP是用于调零，如果要求测量精度不高时，RP可以省略，OP07的1、8管脚空置。