基于Intel80C51BH的設(shè)施栽培光照信息采集管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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由于單片機(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)動(dòng)作。為節(jié)約成本，這里仍然利用運(yùn)算放大器OP07來實(shí)現(xiàn)，電路設(shè)計(jì)成一個(gè)同相比例運(yùn)算電路，電壓放大倍數(shù)為3，電路中執(zhí)行指令信號(hào)經(jīng)由電阻R1在IN+腳輸入，由OUT腳輸出。由于采用運(yùn)算放大電路，所以輸出功率很大。輸出信號(hào)控制開關(guān)繼電器KA完成執(zhí)行任務(wù)。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
為了便于系統(tǒng)擴(kuò)展，將系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)由測光照度電路、A／D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理和執(zhí)行輸出4個(gè)模塊組成。具體流程是這樣的：先由測量光照度電路將光強(qiáng)信號(hào)(0～200 klux)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)(0～5 V)，再由A／D轉(zhuǎn)換電路將這模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，最后由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理和判斷。當(dāng)條件符合時(shí)啟動(dòng)調(diào)光照調(diào)節(jié)電路，如圖6所示。
2．1 A／D轉(zhuǎn)換器模塊
為了正常讀取數(shù)據(jù)，A／D轉(zhuǎn)換器必須在啟動(dòng)之前進(jìn)行初始化。先將單片機(jī)的P1．4口置1，然后軟件啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換過程即可。在轉(zhuǎn)換的過程中，由于任何模數(shù)轉(zhuǎn)換需要一定的持續(xù)時(shí)間，所以在讀取數(shù)據(jù)時(shí)要有一定的時(shí)間延遲，本設(shè)計(jì)為5μs，以確保讀取正確的數(shù)據(jù)。
2．2 中央處理器模塊
這個(gè)模塊主要包括單片機(jī)對(duì)A／D轉(zhuǎn)換模塊的控制、對(duì)數(shù)據(jù)處理以及對(duì)執(zhí)行電路的控制3個(gè)部分。
單片機(jī)對(duì)A／D轉(zhuǎn)換器的控制主要包括對(duì)A／D的模擬通道選取地址寫入、清零和控制模數(shù)轉(zhuǎn)換步驟；數(shù)據(jù)處理部分主要是將讀取的與光照度相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)溫度超出規(guī)定值時(shí)發(fā)出執(zhí)行指令。本設(shè)計(jì)確定30 min進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和判斷一次，全天候監(jiān)控記錄。
3 結(jié)束語
文中主要設(shè)計(jì)了一種溫室和大棚的自動(dòng)光照度管理系統(tǒng)。與已有的類似系統(tǒng)相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)。采用模塊化設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)參數(shù)可以修改，系統(tǒng)可以擴(kuò)展為多點(diǎn)測量和多點(diǎn)執(zhí)行，也可以加入溫濕度采集和執(zhí)行通風(fēng)、澆水設(shè)備，還可以加入聲光報(bào)警等。系統(tǒng)測光范圍寬，精確度高，便于調(diào)節(jié)，使用靈活。設(shè)計(jì)電路簡單實(shí)用，實(shí)現(xiàn)方便，成本低，適合廣泛推廣。
評(píng)論