設施農(nóng)業(yè)環(huán)境自動化檢測方案的設計
加入技術交流群
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(nóng)業(yè)環(huán)境檢測的主要參數(shù)之一。目前，設施農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
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(zhì)，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(nóng)業(yè)，節(jié)水灌溉，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(zhì)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(nóng)業(yè)環(huán)境自動化檢測系統(tǒng)方案設計
3．1 硬件設計方案
環(huán)境自動化檢測系統(tǒng)的硬件設計方案框圖如圖1所示，主要有單片機、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)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(tǒng)各種參數(shù)的處理和控制器，完成各種數(shù)據(jù)的處理和控制任務，同時將處理后的數(shù)據(jù)傳送給主機，實際應用時可根據(jù)被測控參數(shù)點的個數(shù)和控制的要求來決定單片機的數(shù)目。環(huán)境因素數(shù)據(jù)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(jīng)前置放大后送給A／D轉換芯片。數(shù)據(jù)轉換電路包括A／D轉換和D／A轉換電路，完成模擬量和數(shù)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(tǒng)的控制下進行升溫降溫、加濕換風、CO2濃度調(diào)控、光環(huán)境調(diào)控、土壤環(huán)境調(diào)控等操作。另外還有光電驅(qū)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(chǎn)生的各種電磁輻射和電壓沖擊等干擾，保證系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地工作。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/161141.htm
整個系統(tǒng)的工作原理是首先在單片機內(nèi)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(shù)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(nèi)，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(qū)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(shù)達剄正常的范圍內(nèi)為止。當檢測到的參數(shù)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(tǒng)可能有故障或環(huán)境參數(shù)嚴重不足的情況，提醒管理人員要采取相應措施確保系統(tǒng)芷常工作，使作物生長環(huán)境處于正常狀態(tài)。
評論