吳宇昌

隨著社會的不斷發(fā)展，近年來人類對各種植物產(chǎn)品的需求量也逐步上漲。世界木材貿(mào)易額達100億美元、約有一多半的藥物來自于植物、全球至少有6.25億人至今仍以植物為主要生活和生產(chǎn)能源。隨著人類無限制的索取，一些植物由于對生長環(huán)境要求苛刻、生長慢、產(chǎn)量小等因素，正面臨徹底消失的危險。這些珍惜植物保護代價高昂，因此只有在溫度與光照方面實現(xiàn)自動化，減少人力投入與工作時長，才能達到降低成本的目的，以求保護更多的珍惜植物。

1 背景和意義

珍稀瀕危植物是我國生物多樣性重要的組成部分。近年來我國珍稀瀕危植物保護與研究的現(xiàn)狀體現(xiàn)在保護地建設(shè)、評價指標體系、瀕危機制、法律法規(guī)及信息系統(tǒng)等五個方面。國內(nèi)提出了進一步完善珍稀瀕危植物保護的政策保障體系，運用先進技術(shù)深入探索珍稀瀕危植物瀕危原因，廣泛開展植物多樣性保護的國際合作，加強對植物多樣性保護的宣傳教育等，所以我們需要通過人工的方式來輔助養(yǎng)殖珍稀植物。

2 技術(shù)分析

裝置的定時模塊：本次關(guān)于定時器的設(shè)計，主要分有下面的幾個模塊，顯示模塊、打鈴模塊、時間調(diào)整模塊等。

顯示模塊：本設(shè)計選用的1603液晶為16管腳液晶顯示屏。

打鈴模塊：選用的是蜂鳴器。蜂鳴器是一種可以人為控制的電子器件，它具有兩個系統(tǒng)，控制和被控制系統(tǒng)。蜂鳴器可以限制電流，使電路不會過流，在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護電路的作用，用在本次設(shè)計中非常合適。

時間調(diào)整模塊：時鐘時間和定時時間的設(shè)置功能可以通過按鍵來實現(xiàn)。原理就是讓單片機上的I/O接口與按鈕相連。通過這樣的連接我們就可以通過控制I/O處的電平變化，達到調(diào)整時間和定時的目的。為了實現(xiàn)相關(guān)功能，可采用6個按鍵進行控制。一個控制小時上的數(shù)字，一個控制分鐘上的數(shù)字，一個控制秒上的數(shù)字。另外的3個按鍵，一個是復(fù)位，一個是定時，最后一個為開關(guān)。針對植物設(shè)計的打鈴裝置，最主要的作用就是控制給予植物光照的時間，讓植物得到充足光照的同時還要節(jié)省電能，從而使它的功耗降到最低，滿足廣大客戶的需求。該設(shè)計最主要的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)小，從而將更多的空間留給植物和其他的裝置。

裝置的測溫控溫模塊：硬件設(shè)計，基本結(jié)構(gòu)是由手提式光學(xué)高溫計演變而來，而且擁有標準光源可以與目標比較亮度。其原理就是用光電元件來替代肉眼鑒別光強度，以消除視覺主觀誤判。由電子線路控制燈絲電流強度，實現(xiàn)光照亮度的自動平衡，可以達到自動測溫和控溫的目的。

測溫原理：目標輻射出的光波長被儀器探頭檢測并接收，經(jīng)光學(xué)儀器的聚焦成像作用，金屬調(diào)制盤輪流遮擋目標光束與儀器探頭內(nèi)部的標準光源，產(chǎn)生800周/秒的光脈沖。由硅電池板接收，轉(zhuǎn)換為800周/秒的電脈沖信號。該電脈沖信號經(jīng)選頻放大器電路進行載波放大后，再檢波送出50周/秒的調(diào)制波信號，輸入到選頻放大器和積分放大器中，再通過積分放大電路的作用，來放大燈絲電流進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)儀器亮度之間對比的平衡，從而起到儀器自動測溫的作用。

控溫原理：設(shè)定標準恒定的供電電流，使光源發(fā)出的亮度固定，測定目標與系統(tǒng)設(shè)定的標準亮度之間存在的偏差信號經(jīng)相敏檢波后輸出的直流信號送至P.I.D.，使調(diào)節(jié)器來調(diào)控加熱系統(tǒng)，以實現(xiàn)調(diào)控目標的預(yù)期溫度。將被測目標的亮度與設(shè)定好的標準亮度進行相對，從而實現(xiàn)自動控溫效果。

3 結(jié)束語

本文以傳統(tǒng)的單片機作為控制器，控制風(fēng)扇與燈，用傳感器測量溫度與亮度，通過調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)力大小與燈的亮度，改變溫度與光照，人工設(shè)定好后只需要定時檢查一下，無需過多人力，就能給植物適宜光照與溫度，降低了成本，具有較高的應(yīng)用價值。