一种设施栽培光照信息采集管理系统的制作方法

本实用新型涉及栽培技术技术领域，尤其涉及一种设施栽培光照信息采集管理系统。

背景技术：

设施栽培技术主要是指利用普通的大棚或温室大棚来生产蔬菜、水果等农作物的技术。随着设施栽培技术的普及，温室大棚数量不断增多。农作物产量往往随着气候的变化而波动，如何提高气候意识，做到顺应气候规律，合理利用气候资源，对发展温室大棚农业有着极为重要的意义。在诸多气候资源信息中光照度对农作物生长极其重要，不同的作物对光照度的要求是不一样的，科学合理地利用光照才能生产最优的产品。现有的光照度测量设备存在很多缺点。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种设施栽培光照信息采集管理系统，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：包括光电池单元、光传感器测量及放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、动作执行电路，所述光电池单元、光传感器测量及放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、动作执行电路依次连接；所述光电池单元包括安装在箱体底部的光电池，所述箱体上部放置玻璃，所述玻璃上放置遮光材料。

上述的一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：所述箱体只有上部透光，其余面不透光。

上述的一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：所述单片机控制电路采用80C51BH单片机。

上述的一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：所述模数转换电路为模数转换器AD7812。

上述的一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：所述光传感器测量及放大电路为基于OP07运算放大器的放大电路。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型测光范围宽，精确度高，便于调节，使用灵活。设计电路简单实用，实现方便，成本低，适合广泛推广。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图。

图2是本实用新型的光电池单元结构示意图。

图3是本实用新型的光传感器测量及放大电路原理图。

图4是本实用新型的模数转换电路原理图。

图5是本实用新型的单片机控制电路原理图。

图6是本实用新型的动作执行电路原理图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种设施栽培光照信息采集管理系统，其特征在于：包括光电池单元1、光传感器测量及放大电路2、模数转换电路3、单片机控制电路4、动作执行电路5，所述光电池单元1、光传感器测量及放大电路2、模数转换电路3、单片机控制电路4、动作执行电路5依次连接；所述光电池单元1包括安装在箱体12底部的光电池11，所述箱体12上部放置玻璃13，所述玻璃13上放置遮光材料14。

本实施例中，所述箱体12只有上部透光，其余面不透光。

本实施例中，所述单片机控制电路4采用80C51BH单片机。

本实施例中，所述模数转换电路3为模数转换器AD7812。

本实施例中，所述光传感器测量及放大电路2为基于OP07运算放大器的放大电路。

图2中4个光电池G1～G4分别放置在4个独立的只有上面透光的箱体底部，避免光线直射到光电池上，上面放置玻璃和遮光材料，根据透光权数的不同，从G1到G4上面的遮光材料的遮光程度是不同的。G1不放遮光材料，G2放置一层，G3放置2层，G4放置4层，遮光材料可用多层半透明的塑料膜代替。

如图3所示，为光传感器测量及放大电路原理图。本单元的核心器件是OP07芯片，它是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。OP07同时具有输入偏置电流低(±2 nA)和开环增益高(300 V／mV)的特点。在这里OP07起到放大光照度信号的作用，输入信号在2脚以负极性电流信号输入，输出信号以电压形式由6脚输出。随着光强的增强，4个光电池相继导通，这样就把光强信号转换成电流信号。当光照最强时(200 klux)，4个光电池都输出最高电流，使4个三极管VT1～VT4都处于饱和导通状态，这时输出电压最大，理论上输出电压UT=5.215 V。考虑到电路中有一定的光电池电流和三极管的误差，实际电压要比这值略低。这里的RP是用于调零，如果要求测量精度不高时，RP可以省略，OP07的1、8管脚空置。

经过运算放大电路输出的含有光照度的信息的电压是模拟信号，这里必须要经过模／数转换电路把模拟信号转换成数字信号才能被单片机接收和处理，本设计中采用AD7812作为模数转换器。AD7812是一种串行口的10位8通道逐次逼近型A／D转换器。 具体电路设计如图4所示。CREF接10 nF电容，传送同步TFS与接收同步RFS与单片机P1．0口连接，数据输出DOUT与单片机P1．1口连接，数据输入DIN与单片机P1．2口连接，读取时钟SCLK与单片机P1．3口连接，转换起动CONVST与单片机P1．4口连接。这样就很容易由单片机来控制串行数据读取。

80C51BH单片机是美国Intel公司出产的实用性很强的8位单片机。它有4 kROM和64 keprom，21个特殊功能寄存器，很适合作为本设计处理器。单片机处理电路如图5所示。由单片机P1口的前5位来接收和控制来自AD7812的信号，由P0．0口来输出调节温室大棚遮光指令。

由于单片机发出的指令信号功率较小，所以不能直接启动执行开关或电机，必须用驱动电路来实现动作。为节约成本，这里仍然利用运算放大器OP07来实现，电路设计成一个同相比例运算电路，电压放大倍数为3，电路中执行指令信号经由电阻R1在IN+脚输入，由OUT脚输出。由于采用运算放大电路，所以输出功率很大。输出信号控制开关继电器KA完成执行任务。动作执行电路如图6所示。

本系统硬件是由光传感器电路、模数转换器、单片机和执行电路组成。具体地说是先用光电池来采集光照度信号，通过模数转换器AD7812将采集到的模拟信号转换成数字信号，再利用80C51BH单片机对数据进行记录和分析并发出执行指令，最后由执行电路来执行调整遮光设备。由于具体应用时环境不同，在应用本系统前要对遮光材料的遮光程度进行调节。另外，系统可以扩展为多点测量和多点执行，也可以加入温湿度采集和执行通风、浇水设备，还可以加入声光报警等。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。