一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光照度計檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫室大棚技術(shù)是近年來逐步發(fā)展起來的一種資源節(jié)約型高效設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù)，它突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植受地域、季節(jié)、氣候、自然環(huán)境等因素的限制，為農(nóng)業(yè)提供了適宜生長的環(huán)境。而光照作為植物生長的三大要素之一，是農(nóng)作物制造養(yǎng)分的必要條件，也是形成溫室小氣候的主導(dǎo)因素。因此，使用光照度計對溫室大棚的光照度進(jìn)行測量是十分重要的。但是現(xiàn)有的光照度計系統(tǒng)過于復(fù)雜，并且多個環(huán)境因子之間相互影響，使測量不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明就是針對上述問題，提供一種系統(tǒng)簡單、測量準(zhǔn)確的一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集部分、微處理器控制部分和通信部分；其特征在于:采集部分采用兩個S1087型硅光電池組成差動結(jié)構(gòu)，經(jīng)過前置放大電路和程控差分放大電路的調(diào)理，實(shí)現(xiàn)光照數(shù)據(jù)的采集。在微處理器的控制部分，以MSP430F149作為控制核心，將采集到的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)所得的采樣值控制模擬多路開關(guān)，以達(dá)到量程自動切換的目的，并可將光照度信息存儲和實(shí)時顯示。同時，將測量的光照值與閾值比較，當(dāng)光照度超過設(shè)定的閾值時，采取相應(yīng)的遮陽和補(bǔ)光處理。通信部分的GSM模塊，當(dāng)光照度值不在設(shè)定范圍內(nèi)時實(shí)現(xiàn)短信報警。
[0005]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述微處理器采用MSP430F149處理器。
[0006]本發(fā)明有益效果。
[0007]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對溫室大棚的光照度采集和實(shí)時顯示，以及自動調(diào)節(jié)功能，結(jié)合目前已經(jīng)發(fā)展成熟的GSM、GPS網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了溫室環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明利用MSP430單片機(jī)內(nèi)部的ADC進(jìn)行采樣，簡化了系統(tǒng)電路的設(shè)計。本發(fā)明具有比較高的可靠性及穩(wěn)定性。目前系統(tǒng)只以光照度為測控對象，而實(shí)際的溫室環(huán)境是一個多參數(shù)的復(fù)雜環(huán)境，并且多個環(huán)境因子相互影響。系統(tǒng)在設(shè)計之前，為方便后續(xù)功能的擴(kuò)展和開發(fā)，無論在硬件電路還是軟件程序的設(shè)計上，都采用了模塊化的設(shè)計思路?？梢栽O(shè)計對溫室溫度、濕度、二氧化碳等環(huán)境因子的采集電路和相應(yīng)的程序，將本系統(tǒng)完善成一個智能多參數(shù)環(huán)境的測控系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明電路原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集部分、微處理器控制部分和通信部分；其特征在于:采集部分采用兩個S1087型硅光電池組成差動結(jié)構(gòu)，經(jīng)過前置放大電路和程控差分放大電路的調(diào)理，實(shí)現(xiàn)光照數(shù)據(jù)的采集。在微處理器的控制部分，以MSP430F149作為控制核心，將采集到的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)所得的采樣值控制模擬多路開關(guān)，以達(dá)到量程自動切換的目的，并可將光照度信息存儲和實(shí)時顯示。同時，將測量的光照值與閾值比較，當(dāng)光照度超過設(shè)定的閾值時，采取相應(yīng)的遮陽和補(bǔ)光處理。通信部分的GSM模塊，當(dāng)光照度值不在設(shè)定范圍內(nèi)時實(shí)現(xiàn)短信報警。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述微處理器采用MSP430F149處理器。
[0011]微控制器是系統(tǒng)的核心，控制著整個系統(tǒng)各個模塊的工作，所以微控制器的選擇在本設(shè)計中至關(guān)重要。MSP430F149是一款16位的超低功耗單片機(jī)，具有12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC12);擁有大容量的存儲空間，包括多達(dá)60KFlash R OM和2K R AM;兩通道的串行通信接口，可以滿足GPS、GSM工作的需要。
[0012]由于GSM模塊工作電壓高于單片機(jī)MSP430F149和GPS模塊所需電壓值3.3V，故該裝置需要兩路電源轉(zhuǎn)換電路。兩路電路采用了可調(diào)整開關(guān)型降壓穩(wěn)壓芯片LM2576、KA78R 05及高效線性電源轉(zhuǎn)換芯片ASMl117 — 3.3。其中，一路將12V的電壓通過芯片LM2576轉(zhuǎn)換成3.6V電壓，供給GSM模塊。這里C2用作對12V輸入電源濾波，因?yàn)長M2576為開關(guān)電源，需要電容和電感做儲能元件，利用其進(jìn)行充放電，并通過改變占空比來改變充放電時間，實(shí)現(xiàn)輸出電壓的改變。D1、L1、C5的功能是進(jìn)行充放電，并依據(jù)芯片Datasheet選擇參考值，R 1、R 2是兩個分壓電阻，送回Feedback端，其分壓決定了 Vout的大小；C3、C4電容起濾波作用。另一路先通過KA78 R 05把12V電壓轉(zhuǎn)為5V電壓，再經(jīng)ASMl117降壓至3.3V電壓供給主控制器及GPS模塊。KA78 R 05是一款輸出5V的低壓差穩(wěn)壓集成芯片，最大壓差為0.5V，輸出精度為(5±0.12)V0 C6的作用是消減電源中的噪聲，C8、C9 一大一小兩個電容對輸出+5V電壓濾波，提供穩(wěn)定的+5V電源。其中，V12為12V電壓，VTC為GSM模塊供給電壓。
[0013]通常由光電探頭獲得的測量信號非常微弱，不能直接使用，需要對信號進(jìn)行放大、濾波和數(shù)字化等工作。因?yàn)楣怆姵氐亩搪冯娏髋c光照度成正比，所以在本發(fā)明設(shè)計電路時，選用電流放大器進(jìn)行設(shè)計。放大電路放大光電信號的同時也把輸入端的噪聲進(jìn)行放大，而且放大器本身也存在噪聲。因此，還需要進(jìn)行濾波處理抑制噪聲，通常有硬件濾波和軟件濾波，從而減小誤差，提高測量精度；經(jīng)放大、濾波等處理后的信號仍是模擬信號，還需要A/D轉(zhuǎn)換后，才能送入單片機(jī)處理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集部分、微處理器控制部分和通信部分；其特征在于:采集部分采用兩個S1087型硅光電池組成差動結(jié)構(gòu)，經(jīng)過前置放大電路和程控差分放大電路的調(diào)理，實(shí)現(xiàn)光照數(shù)據(jù)的采集；在微處理器的控制部分，以MSP430F149作為控制核心，將采集到的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)所得的采樣值控制模擬多路開關(guān)，以達(dá)到量程自動切換的目的，并可將光照度信息存儲和實(shí)時顯示；同時，將測量的光照值與閾值比較，當(dāng)光照度超過設(shè)定的閾值時，采取相應(yīng)的遮陽和補(bǔ)光處理；通信部分的GSM模塊，當(dāng)光照度值不在設(shè)定范圍內(nèi)時實(shí)現(xiàn)短信報警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器采用MSP430F149處理器。
【專利摘要】一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)屬于電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光照度計檢測系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種系統(tǒng)簡單、測量準(zhǔn)確的一種溫室環(huán)境數(shù)字光照度計監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明包括數(shù)據(jù)采集部分、微處理器控制部分和通信部分；其特征在于：采集部分采用兩個S1087型硅光電池組成差動結(jié)構(gòu)，經(jīng)過前置放大電路和程控差分放大電路的調(diào)理。在微處理器的控制部分，以MSP430F149作為控制核心，將采集到的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)所得的采樣值控制模擬多路開關(guān)，并可將光照度信息存儲和實(shí)時顯示。同時，將測量的光照值與閾值比較，當(dāng)光照度超過設(shè)定的閾值時，采取相應(yīng)的遮陽和補(bǔ)光處理。通信部分的GSM模塊，當(dāng)光照度值不在設(shè)定范圍內(nèi)時實(shí)現(xiàn)短信報警。
【IPC分類】G05B19/418
【公開號】CN105629889
【申請?zhí)枴緾N201410575945
【發(fā)明人】趙儉
【申請人】趙儉
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年10月25日