4温室环境数字化监测仪表的设计与研制

单片机 测温 温室系统

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文章编号：１６７１４５９８ｉ２００５）１２

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文献标识码：Ａ

温室环境数字化监测仪表的设计与研制

郑明惠

（福建省计算中心，福建福州３５０００３

摘要：为了有散地测控温窜环境参数，研制的数字化监测仪表运用ｒ传感器技术、自动检测技术、通讯技术和单片机技术、实现刈日光温室温度，温度．光照度、风速、风向、ｃ（）２浓度等参数的检测。它既能满足温聿环境参数实时监测要求．造价又低，同时能与上位机进行通计ｔ，为温室的智能化控制打下ｒ坚实基础；宴际运行表明。此套数字监铡仅具有实用性高和町靠性高等特点，具有良好的应用前景。

关键词：单片机；温摩｛温度；湿度

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Ｏ引言

目前，我国是设施同艺栽培而税最大的国家。２０世纪８０年代中后期，高效节能Ｈ光温室生产技术在我国逐步推广发展起来，各级机构投入了大量的人力、物力进行节能日光温室建造及生产技术的专项研究，并取得了较大进展。日光温室已从生产各种反季节蔬菜的生产设施，发展成为种植业、养殖业和水产业全面发展的新兴产业。虽然目前日光温室技术在全国已相当普及，但就总体而言，国内温室的发展尚存在设施工程科技含量低，设施环境可测控程度低，温室管理措施和手段落后等问题。

推广和使用成本低、性能可靠的温室测控系统将是日光温室生产走向自动化、产业化的必由之路，而温室内环境因子的自动测控是实现温室生产高产、优质的关键。针对市场的需要，结合我们承担的福建省科学技术计划项目《连栋式圆拱型日光温室微气候智能测控系统》的研制，我们设计和开发出了一套温室环境风速、风向，光照、温度、湿度、ｃｑ等系列数字化监测仪产品，其中的植心电路采用美国ＭＩｃＲ（】ＣＨｌＰ公司单片机ｕ“。阻Ｆ分别介绍各检测仪的设计原理和电路。

作反射光与不反射光处理，通过位于码盘一侧同一半径上的４

至８Ｈ反射式红外传感器输出相应的４至８位格雷码。随风向

标的转动，码盘上面的反射式红外传感器接收到电码发生变化，不论在任何方向，都可产生一组新的７位并行格雷码，经整形、倒相后输出，从而得到相应的风向。每个格雷码代表 个风向，分辨率为１．４～５．６度。每次只能变化一位，这种编码方法有助于消除乱码。风向（度）公式为：

ＷＤ—Ｋ＊ＧＭ

其中：ＧＭ为风向格雷码，Ｋ为分辨率。

风速感应部分由三个轻质锥形风杯组成，能在整个工作范围内提供良好的线性，直到风速达到６０ｍ／ｓ。附着在中心不锈钢轴上的截光盘随轴旋转，每转动一圈，切割红外光束１４次．从而由光电晶体中产生出一个脉冲链。输出的脉冲速率与风速成正比，通过计数器计数，换算后得到实际风速值。然而，对于最佳精度而言，应当使用特征传输方程．从而对起动惯量和轻微过速进行补偿。公式为：

ＷＳ—Ｆ０＋，（Ｆ）

其中：ｗ５为风速（ｍ／ｓ），Ｆ为每秒计数值，Ｆ勺为启动风速。风向、风速码盘示意图如图１所示。

用了：风速风向码盘感臆取样的是单光束反射式红外传感器（ｓＴｌ７８），它由高输出的红外光电二极管与高灵敏度光电晶体

ｌ风向、风速传感监测仪原理及设计

风向感应部分是由风标转轴连接一个由风标带动的４至８位格雷码光码盘组成，码盘由７个等分的同心圆组成，由内到外分别作ｏ、２、２２、２１、２１、２５、（２６、２７）等分，相邻每份

收稿日期：２００５一０４—１０；修回日期：２００５一０５一１２。

作者简介：郑明惠（１９５５），男，福州市人．高级Ｔ程师，主要从事计算机自动控制应用等专业下作。

一◇◇

图ｌ风向、风速码盘示意｜圭Ｉ

万方数据