一種基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，包括單片機(jī)、開關(guān)電路、晶振電路、光敏傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)化器和執(zhí)行電路，所述單片機(jī)分別與開關(guān)電路、晶振電路、光敏傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行電路相連接。本實(shí)用新型能夠取得的技術(shù)效果是：采用市場上普遍使用的電子芯片，對(duì)于一般人員來說容易獲得，易于開發(fā)和普遍使用，智能化采集光能，為了更好地利用太陽能和光照創(chuàng)造了先覺條件即光照采集，對(duì)于科學(xué)合理的利用光照提供智能化的控制，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、性能可靠、可以全天候監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析并可自動(dòng)執(zhí)行。
【專利說明】一種基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能控制領(lǐng)域，具體涉及智能化控制太陽能應(yīng)用領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智能化的發(fā)展，越來越多的技術(shù)應(yīng)用都采用了智能控制實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前太陽能利 用越來越得到人們的重視，將智能控制和太陽能利用成為技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，如何實(shí)現(xiàn)太陽 能的高效利用和最優(yōu)化利用也成為成為許多企業(yè)追求的目標(biāo)，智能化利用太陽能還有一個(gè) 不可回避的問題，就是智能控制系統(tǒng)的成本問題，將當(dāng)前成熟的廣泛使用的芯片應(yīng)用的太 陽能不僅可以減少技術(shù)開發(fā)公司的成本和系統(tǒng)穩(wěn)定性，也有利于大范圍的推廣使用，合理 利用太陽能資源，對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)溫室大棚有著極為重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)時(shí)、智能化、成本低的光照采集系統(tǒng)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于單片機(jī)的光照采集系 統(tǒng)，包括單片機(jī)、開關(guān)電路、晶振電路、光敏傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)化器和執(zhí)行電路，所述單片 機(jī)分別與開關(guān)電路、晶振電路、光敏傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行電路相連接。
[0005] 作為優(yōu)選方案，該光照采集系統(tǒng)還包括一運(yùn)算放大電路，所述運(yùn)算放大電路連接 在光敏傳感器電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，所述運(yùn)算放大電路用于放大光敏傳感器檢測的光照 信號(hào)。
[0006] 作為優(yōu)選方案，該光照采集系統(tǒng)還包括一運(yùn)算放大電路，所述運(yùn)算放大電路連接 在單片機(jī)和執(zhí)行電路之間，所述運(yùn)算放大電路用于放大單片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0007] 作為優(yōu)選方案，該光照采集系統(tǒng)還包括一運(yùn)算放大電路，所述運(yùn)算放大電路連接 在單片機(jī)和執(zhí)行電路之間，所述運(yùn)算放大電路用于放大單片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
[0008] 優(yōu)選地，所述單片機(jī)為80c51單片機(jī)。
[0009] 優(yōu)選地，所述運(yùn)算放大電路為三倍電壓運(yùn)算放大電路。
[0010] 優(yōu)選地，所述執(zhí)行電路為開關(guān)繼電器。
[0011] 優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器為A/D7812。
[0012] 作為優(yōu)選方案，所述運(yùn)算放大電路包括一 0P07非斬波穩(wěn)零雙極性運(yùn)算放大器。
[0013] 本發(fā)明取得技術(shù)效果是：本系統(tǒng)采用的集成芯片都是市場上普遍使用的電子芯 片，對(duì)于一般人員來說容易獲得，易于開發(fā)和普遍使用，智能化采集光能，為了更好地利用 太陽能和光照創(chuàng)造了先覺條件即光照采集，對(duì)于科學(xué)合理的利用光照提供智能化的控制， 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、性能可靠、可以全天候監(jiān)控并記錄數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)分析并可自動(dòng)執(zhí)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 為了更清楚的說明本發(fā)明實(shí)施例，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡 單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015] 圖1是本發(fā)明原理示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明發(fā)明優(yōu)選發(fā)明原理圖。
[0017] 圖3是光敏傳感器電路和運(yùn)算放大電路連接示意圖。
[0018] 圖4是模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接示意圖。
[0019] 圖5是本發(fā)明單片機(jī)80c51單片機(jī)控制電路連接示意圖。
[0020] 圖6是輸出端運(yùn)算放大器連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本 發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都是屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022] 如圖1所示的原理示意圖，單片機(jī)分別與開關(guān)電路、晶振電路、執(zhí)行電路、A/D轉(zhuǎn)換 器相連接，光傳感器電路與A/D傳感器相連接，其工作原理是：晶振電路和開關(guān)電路分別為 單片機(jī)提供穩(wěn)定的晶振頻率和開關(guān)控制，光傳感器采集光輻射信息，并將采集到的光照強(qiáng) 度模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，管輻射強(qiáng)度數(shù)字信號(hào)經(jīng)單片機(jī)分析處理后，經(jīng) 過單片機(jī)分析后進(jìn)一步判斷是否關(guān)閉或打開執(zhí)行電路，進(jìn)一步控制是否遮光。
[0023] 為了進(jìn)一步改進(jìn)該系統(tǒng)以及提高該系統(tǒng)的適用性，在附圖1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改 進(jìn)本發(fā)明專利穩(wěn)定性，如圖2所示，在光傳感器電路和A/D轉(zhuǎn)換器之間、單片機(jī)和執(zhí)行電路 之間各增加一運(yùn)算放大器，光傳感器電路和A/D轉(zhuǎn)換器之間的運(yùn)算放大器可以放大光傳感 器電路采集到的光信息，以提高單片機(jī)分析判斷的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，單片機(jī)和執(zhí)行電路之 間的運(yùn)算放大器用于提高單片機(jī)向執(zhí)行電路發(fā)出的開關(guān)電壓信號(hào)，使得低電壓單片機(jī)信號(hào) 能夠穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電路模塊，優(yōu)選地，運(yùn)算放大器選用3倍放大器。
[0024] 為了更具體的了解本發(fā)明原理和技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體電路圖和選用芯片對(duì) 本發(fā)明原理進(jìn)一步詳細(xì)描述，如圖3所示的光敏傳感器電路和運(yùn)算放大電路連接示意圖， 本單元的核心器件是0P07芯片，它是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電 路，同時(shí)具有輸入偏置電流低和開環(huán)增益高的特點(diǎn)，在這里0P07起到光照度信號(hào)的作用， 其中輸入信號(hào)在2腳以負(fù)極性電流信號(hào)輸入，輸出信號(hào)以電壓形式由6腳輸出，隨著光強(qiáng)的 增加，4個(gè)光電池相繼導(dǎo)通，這樣就把光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)。當(dāng)光照最強(qiáng)時(shí)（200klux)， 4個(gè)光電池都輸出最高電流，使4個(gè)三極管VI\?VT 4都處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，這時(shí)輸出電壓 最大，理論上輸出電壓UT = 5. 215V。圖4是模數(shù)轉(zhuǎn)化器電路連接圖，如圖所示模數(shù)轉(zhuǎn)換器 型號(hào)選用A/D7812，CREF接10nF電容，傳送同步TFS與接收同步RFS與單片機(jī)P1.0 口連接 數(shù)據(jù)輸出D0UT與單片機(jī)PL 1 口連接，數(shù)據(jù)輸入DIN與單片機(jī)P1.2 口連接，讀取時(shí)鐘SCLK 與單片機(jī)P1. 3 口連接，轉(zhuǎn)化啟動(dòng)C0NVST與單片機(jī)P1. 4 口連接，從而由單片機(jī)來控制串行 數(shù)據(jù)讀取。圖5是單片機(jī)80c51單片機(jī)控制電路連接示意圖，其中包括開關(guān)電路和晶振電 路，開關(guān)電路和晶振電路只是提供一種實(shí)例，本發(fā)明中包括但不限于這種連接形式，單片機(jī) P1 口的前5位來接收和控制來自A/D7812的信號(hào)，由P0. 0 口來輸出調(diào)節(jié)執(zhí)行電路，圖6為 輸出端運(yùn)算放大器和執(zhí)行電路的連接示意圖。有與單片機(jī)發(fā)出的指令信號(hào)功率較小，所以 不能直接啟動(dòng)執(zhí)行開關(guān)或電機(jī)，必須用驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)，所以增加一 3倍運(yùn)算放大器，其中 選0P07芯片，輸入端連接P0.0 口，輸出端連接執(zhí)行電路，其中執(zhí)行電路可以是小電機(jī)或繼 電器開關(guān)。
[0025] 以上內(nèi)容結(jié)合了實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做出了詳細(xì)說明。本說明書中 各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處， 各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0026] 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文中所公開的原理和新穎性特點(diǎn) 相一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：包括單片機(jī)、開關(guān)電路、晶振電路、 光敏傳感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)化器和執(zhí)行電路，所述單片機(jī)分別與開關(guān)電路、晶振電路、光敏傳 感器電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和執(zhí)行電路相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：還包括一運(yùn)算放 大電路，所述運(yùn)算放大電路連接在光敏傳感器電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間，所述運(yùn)算放大電路 用于放大光敏傳感器檢測的光照信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：還包括一運(yùn)算放 大電路，所述運(yùn)算放大電路連接在單片機(jī)和執(zhí)行電路之間，所述運(yùn)算放大電路用于放大單 片機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：所述單片機(jī)為 80c51單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：所述運(yùn)算放 大電路為三倍電壓運(yùn)算放大電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行電路為 開關(guān)繼電器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器 為 A/D7812。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于單片機(jī)的光照采集系統(tǒng)，其特征在于：所述運(yùn)算放 大電路包括一 0P07非斬波穩(wěn)零雙極性運(yùn)算放大器。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203849586SQ201420282636
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】胡天吉 申請(qǐng)人:蘇州南斗專利服務(wù)有限公司