设施农业环境自动化检测方案的设计
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2．5 土壤温度传感器
土壤温度对作物根系的生长有重要的作用，因此也是设施农业环境检测的主要参数之一。目前，设施农业中根部温度的检测传感器较多，但应用广泛的是具有耐腐蚀和防潮性能较好的电阻式温度传感器，如PTWD-3A、ST-22等。另外该类传感器具有价格低廉、性能稳定、市场供应便利、易于安装，更换的特点，比较适合设施农业生产。
2．6 土壤水分传感器
水分是天然土壤的一个重要组成部分，它不仅影响到土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，而且是构成土壤肥力的一个重要因素，更是一切植物赖以生存的基本条件。因此测定土壤含水量，对实施精准农业，节水灌溉，提高农业生产效率有重要的意义。目前采用的传感器多种多样，有陶瓷水分传感器、电解质水分传感器、高分子传感器，压阻水分传感器、光敏水分传感器、微波法水分传感器、电容式水分传感器、电阻式土壤含水量传感器等。使用较多的是压阻水分传感器和电阻式土壤含水量传感器，如3．2MPX系列，sintek-4等。
3 设施农业环境自动化检测系统方案设计
3．1 硬件设计方案
环境自动化检测系统的硬件设计方案框图如图1所示，主要有单片机、数据采集模块、数据转换电路、报警装置、执行机构、主控计算机等组成。其核心是单片机芯片组，作为系统各种参数的处理和控制器，完成各种数据的处理和控制任务，同时将处理后的数据传送给主机，实际应用时可根据被测控参数点的个数和控制的要求来决定单片机的数目。环境因素数据采集模块由温度传感器、湿度传感器、CO2浓度传感器、光照度传感器、土壤温度传感器、土壤水分传感器等组成，分别实时采集各测控点的温度、湿度、CO2浓度、光照度、土壤温度、土壤水分等环境因素模拟量并转换为电信号，经前置放大后送给A／D转换芯片。数据转换电路包括A／D转换和D／A转换电路，完成模拟量和数字量之间的相互转换。执行机构包括各种被控制的执行设备，在系统的控制下进行升温降温、加湿换风、CO2浓度调控、光环境调控、土壤环境调控等操作。另外还有光电驱动隔离，其作用是有效地隔离控制部分和执行部分，抑制大电流、大功率负载开启产生的各种电磁辐射和电压冲击等干扰，保证系统可靠稳定地工作。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/161141.htm
整个系统的工作原理是首先在单片机内设定温度、湿度、CO2浓度、光照度、土壤温度、土壤水分等环境因素的上下限值和报警值并予以保存，各种传感器实时检测到的参数值送到单片机后与其设定值进行比较，判断是否在设定的上下限值范围内，如在则表示环境可满足作物正常生长，如不在则由单片机控制驱动相关执行机构开始工作，如加热、换风、喷水等，直到环境参数达刭正常的范围内为止。当检测到的参数值超出了设定的报警值时，主控机会控制报警装置报警，系统可能有故障或环境参数严重不足的情况，提醒管理人员要采取相应措施确保系统芷常工作，使作物生长环境处于正常状态。
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