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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: 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。

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