珍稀植物辅助养殖装置研究

来源:用户上传      作者:吴宇昌

　　隨着社会的不断发展，近年来人类对各种植物产品的需求量也逐步上涨。世界木材贸易额达100亿美元、约有一多半的药物来自于植物、全球至少有6.25亿人至今仍以植物为主要生活和生产能源。随着人类无限制的索取，一些植物由于对生长环境要求苛刻、生长慢、产量小等因素，正面临彻底消失的危险。这些珍惜植物保护代价高昂，因此只有在温度与光照方面实现自动化，减少人力投入与工作时长，才能达到降低成本的目的，以求保护更多的珍惜植物。
　　1 背景和意义
　　珍稀濒危植物是我国生物多样性重要的组成部分。近年来我国珍稀濒危植物保护与研究的现状体现在保护地建设、评价指标体系、濒危机制、法律法规及信息系统等五个方面。国内提出了进一步完善珍稀濒危植物保护的政策保障体系，运用先进技术深入探索珍稀濒危植物濒危原因，广泛开展植物多样性保护的国际合作，加强对植物多样性保护的宣传教育等，所以我们需要通过人工的方式来辅助养殖珍稀植物。
　　2 技术分析
　　装置的定时模块：本次关于定时器的设计，主要分有下面的几个模块，显示模块、打铃模块、时间调整模块等。
　　显示模块：本设计选用的1603液晶为16管脚液晶显示屏。
　　打铃模块：选用的是蜂鸣器。蜂鸣器是一种可以人为控制的电子器件，它具有两个系统，控制和被控制系统。蜂鸣器可以限制电流，使电路不会过流，在电路中起着自动调节、安全保护电路的作用，用在本次设计中非常合适。
　　时间调整模块：时钟时间和定时时间的设置功能可以通过按键来实现。原理就是让单片机上的I/O接口与按钮相连。通过这样的连接我们就可以通过控制I/O处的电平变化，达到调整时间和定时的目的。为了实现相关功能，可采用6个按键进行控制。一个控制小时上的数字，一个控制分钟上的数字，一个控制秒上的数字。另外的3个按键，一个是复位，一个是定时，最后一个为开关。针对植物设计的打铃装置，最主要的作用就是控制给予植物光照的时间，让植物得到充足光照的同时还要节省电能，从而使它的功耗降到最低，满足广大客户的需求。该设计最主要的优点是结构小，从而将更多的空间留给植物和其他的装置。
　　装置的测温控温模块：硬件设计，基本结构是由手提式光学高温计演变而来，而且拥有标准光源可以与目标比较亮度。其原理就是用光电元件来替代肉眼鉴别光强度，以消除视觉主观误判。由电子线路控制灯丝电流强度，实现光照亮度的自动平衡，可以达到自动测温和控温的目的。
　　测温原理：目标辐射出的光波长被仪器探头检测并接收，经光学仪器的聚焦成像作用，金属调制盘轮流遮挡目标光束与仪器探头内部的标准光源，产生800周/秒的光脉冲。由硅电池板接收，转换为800周/秒的电脉冲信号。该电脉冲信号经选频放大器电路进行载波放大后，再检波送出50周/秒的调制波信号，输入到选频放大器和积分放大器中，再通过积分放大电路的作用，来放大灯丝电流进行调节，实现仪器亮度之间对比的平衡，从而起到仪器自动测温的作用。
　　控温原理：设定标准恒定的供电电流，使光源发出的亮度固定，测定目标与系统设定的标准亮度之间存在的偏差信号经相敏检波后输出的直流信号送至P.I.D.，使调节器来调控加热系统，以实现调控目标的预期温度。将被测目标的亮度与设定好的标准亮度进行相对，从而实现自动控温效果。
　　3 结束语
　　本文以传统的单片机作为控制器，控制风扇与灯，用传感器测量温度与亮度，通过调节风扇风力大小与灯的亮度，改变温度与光照，人工设定好后只需要定时检查一下，无需过多人力，就能给植物适宜光照与温度，降低了成本，具有较高的应用价值。
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