設施農業(yè)環(huán)境自動化檢測方案的設計
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2．5 土壤溫度傳感器
土壤溫度對作物根系的生長有重要的作用，因此也是設施農業(yè)環(huán)境檢測的主要參數之一。目前，設施農業(yè)中根部溫度的檢測傳感器較多，但應用廣泛的是具有耐腐蝕和防潮性能較好的電阻式溫度傳感器，如PTWD-3A、ST-22等。另外該類傳感器具有價格低廉、性能穩(wěn)定、市場供應便利、易于安裝，更換的特點，比較適合設施農業(yè)生產。
2．6 土壤水分傳感器
水分是天然土壤的一個重要組成部分，它不僅影響到土壤的物理性質，制約著土壤中養(yǎng)分的溶解、轉移和微生物的活動，而且是構成土壤肥力的一個重要因素，更是一切植物賴以生存的基本條件。因此測定土壤含水量，對實施精準農業(yè)，節(jié)水灌溉，提高農業(yè)生產效率有重要的意義。目前采用的傳感器多種多樣，有陶瓷水分傳感器、電解質水分傳感器、高分子傳感器，壓阻水分傳感器、光敏水分傳感器、微波法水分傳感器、電容式水分傳感器、電阻式土壤含水量傳感器等。使用較多的是壓阻水分傳感器和電阻式土壤含水量傳感器，如3．2MPX系列，sintek-4等。
3 設施農業(yè)環(huán)境自動化檢測系統方案設計
3．1 硬件設計方案
環(huán)境自動化檢測系統的硬件設計方案框圖如圖1所示，主要有單片機、數據采集模塊、數據轉換電路、報警裝置、執(zhí)行機構、主控計算機等組成。其核心是單片機芯片組，作為系統各種參數的處理和控制器，完成各種數據的處理和控制任務，同時將處理后的數據傳送給主機，實際應用時可根據被測控參數點的個數和控制的要求來決定單片機的數目。環(huán)境因素數據采集模塊由溫度傳感器、濕度傳感器、CO2濃度傳感器、光照度傳感器、土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器等組成，分別實時采集各測控點的溫度、濕度、CO2濃度、光照度、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境因素模擬量并轉換為電信號，經前置放大后送給A／D轉換芯片。數據轉換電路包括A／D轉換和D／A轉換電路，完成模擬量和數字量之間的相互轉換。執(zhí)行機構包括各種被控制的執(zhí)行設備，在系統的控制下進行升溫降溫、加濕換風、CO2濃度調控、光環(huán)境調控、土壤環(huán)境調控等操作。另外還有光電驅動隔離，其作用是有效地隔離控制部分和執(zhí)行部分，抑制大電流、大功率負載開啟產生的各種電磁輻射和電壓沖擊等干擾，保證系統可靠穩(wěn)定地工作。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/161141.htm
整個系統的工作原理是首先在單片機內設定溫度、濕度、CO2濃度、光照度、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境因素的上下限值和報警值并予以保存，各種傳感器實時檢測到的參數值送到單片機后與其設定值進行比較，判斷是否在設定的上下限值范圍內，如在則表示環(huán)境可滿足作物正常生長，如不在則由單片機控制驅動相關執(zhí)行機構開始工作，如加熱、換風、噴水等，直到環(huán)境參數達剄正常的范圍內為止。當檢測到的參數值超出了設定的報警值時，主控機會控制報警裝置報警，系統可能有故障或環(huán)境參數嚴重不足的情況，提醒管理人員要采取相應措施確保系統芷常工作，使作物生長環(huán)境處于正常狀態(tài)。
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