专利名称：一种检测大棚温湿度光照的记录仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及大棚里实时检测装置，具体涉及一种能够精确的检测到 大棚里的温度、湿度和光照度的记录仪。
背景技术：
为了适应中小型大棚的应用需求，设计简单实用的检测大棚温度、湿度 及光强等数据的电子设备是很有市场应用价值的。市场上类似这样应用功能 的产品很多，也很实用，但是它们的价格普遍都比较高。对于低投资的用户 来说又是一个大投资，会成为它们发展的负担的。所以设计一个比较实用的 而价格相对较低的检测设备是很有必要的。 发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种设计简单、科学、实用，器件选择合 理，成本相对较低，精度和性价比高，可扩展性好的一种检测大棚温湿度光 照的记录仪。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是 一种检测大棚温湿度 光照的记录仪，包括单片机以及与其连接的LED数码管组、A/D模数转换器、 RS232串行接口、键盘，A/D模数转换器还连接有温度转电压模块和用于检 测湿度和光度的扩展模块。
本实用新型的工作原理是通过传感电路，把大棚的温度、湿度、光强 等各种参数数据转化为电压信号；在单片机的时钟中断的控制下，每一秒由 A/D模数转换器对模拟电压信号采样一次，转换为数字信号；然后利用在单片机内部建立的数字信号与大棚的实际参数(温度、湿度、光照)之间的映
射表，通过査表法，找到该数字信号所对应的大棚参数值的显示码，由LED数 码管组显示出大棚实时的参数值(温度、湿度、光照)，同时必要时可通过RS232 串行接口实时地与计算机进行通信，将这些参数数据传送到计算机中。
与现有技术相比，本实用新型的记录仪具有以下优点
1)设计简单，器件选择合理，成本相对要低。
3) 精度高，性价比高。系统中采用的A/D模数转换器TLC2543是12位 的，这将大大提高系统的精度。
4) 可扩展性好。由于系统中采用的A/D模数转换器TLC2543是11通道 的，而且系统软件对各类参数的处理具有通用性，将来可以扩展为对大棚中 11种参数的检测与显示。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步详细说明。 图l是本实用新型记录议的结构原理框图； 图2是温度值转化为电压信号的原理框图3是本实用新型记录议的电路原理图4是是本实用新型记录议的界面显示结构图。
具体实施方式
参照
图1所示， 一种可以检测大棚温湿度光照的记录仪，其特征在于由分别
与单片机15的串行口连接的LED数码管组16、 A/D模数转换器17、 RS232串行接 口18、键盘19组成，其中A/D模数转换器17又连接有温度转电压模块20和扩展 模块21。通过传感电路，把大棚的温度、湿度、光强等各种参数数据转化为电压
信号；在51系列单片机AT89S51/2的时钟中断的控制下，每一秒由12位A/D 模数转换器TLC2543对模拟电压信号采样一次，转换为12位数字信号；然后 利用在51系列单片机AT89S51/2内部建立的数字信号与大棚的实际参数(温 度、湿度、光照)之间的映射表，通过查表法，找到该数字信号所对应的大 棚参数值的显示码，由四位七段数码管显示出大棚实时的参数值(温度、湿 度、光照)，同时必要时可通过RS232串行接口实时地与计算机进行通信，将 这些参数数据传送到计算机中。
参照图2所示，集成温度传感器AD590相当于一个恒流源，把它和5—30V 的直流电源相连，并在输出端串接一个1K的恒值电阻，那么，此电阻上流过 的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有lmV/K的电压信号。电路 的总电流将与热力学温度T成正比，将此电流引至输出负载电阻RL上便可得 到与温度T成正比的输出电压。由于利用了恒流特性，所以输出信号不受电 源电压和导线电阻的影响。传感器AD590内部电阻是在硅板上形成的薄膜电 阻，电阻用激光修正了值，因而在基准温度下可得到准确1 u A/K的电流I值， 所以设计测温电路主要是将电流转换成电压。
为提高系统的时间效率，设计时在单片机AT89S51/2的内部程序存储区存 储了一张12位A/D模数转换器TLC2543输出的数字量与其所对应温度值显示
码间的一张映射编码表，鉴于大棚中对温度的精度要求不需要很高，以及单 片机AT89S51/2内存空间限制，模块设计时，只取了 12位A/D模数转换器 TLC2543的高八位来建立映射表，而对于低四位则通过作四舍五入处理来提高 精度，因此，精度可以达到O. l摄氏度。具体的映射关系如下 A/D数字量i 温度t
00H: -5摄氏度 FFH: 45摄氏度 f = 50x〃256-5 (00//</<0尸,
参照图3所示，所述的A/D模数转换器(17)的电路是芯片(U3)的 第1脚与芯片(Ul)的第1脚连接，第3脚与滑动电阻(VR4)、滑动电阻(VR3)、 电阻(R9)串联连接，电阻(R9)与滑动电阻(VR4)的一端均接地，滑动电 阻(VR3) —端与滑动电阻(VR4)的一端并接与芯片(U2)的第7脚，滑动 电阻(VR3)的另一端连接芯片(Ul)的第6脚，芯片(U3)的第2脚串联电 阻(R21)并连接芯片(U2)的第8脚，电容(C4)的正极连接电阻(R21) 的一端，负极接地，芯片(U3)的第15脚、第16脚、第17脚、第18脚分 别依次连接芯片(U4)的第1脚、第4脚、第3脚、第2脚，芯片(U3)的 第14脚串联电阻(R23)后接电源，电容(C5)的一端连接电阻(R23)，另 一端接地，芯片(U3)的第10脚、第13脚接地。
所述的单片机(15)的电路是芯片(U4)的第6脚连接三极管(Q3)、 电阻(R36)、 LED数码管(L3)，第7脚连接三极管(Q2)、电阻(R35)、 LED 数码管(L2)，第8脚连接三极管(Ql)、电阻(R34)、 LED数码管(Ll)，三 极管(Ql、 Q2、 Q3)的集电极分别连接电阻(R31、 R32、 R33)，电阻(R31、 R32、 R33)并联接电源，LED数码管(Ll、 L2、 L3)并联接地，芯片(U4)的 第9脚串联电阻(R24)后接地，电容(C6)的负极连接电阻(R24)的一端， 正极接电源，芯片(U4)的第12脚连接电阻(R29)、开关(Kl)，电容(C9)一端连接电阻(R29)，另一端连接开关(Kl)，芯片(U4)的第13脚连接电 阻(R30)、开关(K2)，电容(C10) —端连接电阻(R30)，另一端连接开关
(K2)，芯片(U4)的第18、 19脚分别与电容(C7、 C8)的一端、振荡器的 两端连接，电容(C7、 C8)的另一端相互连接并接地，芯片(U4)的第26-40 脚与显示数码管块(16)连接，芯片(U4)的第22-25脚与拨码开关(Sl) 的第5-8脚连接，并依次与电阻(R28、 R27、 R26、 R25)连接。
所述的温度转电压模块(20)的电路是芯片(Ul)的第2脚连接电阻
(R4)的一端，另一端与滑动电阻(VR2)的一端并接与芯片(Ul)的第14 脚，滑动电阻(VR2)的另一端与电阻(R3)的一端并接与芯片(Ul)的第13 脚，电阻(R3)的另一端接地，芯片(Ul)的第1脚与第2脚并联一个电阻
(R5)，芯片(Ul)的第3脚并接与电阻(R6、 R7)的一端，其另一端依次接 地和并接与芯片(Ul)的第8、 9脚，芯片(Ul)的第5脚连接电阻(RIO)、 电阻(R8)、 二极管(D2)，芯片(Ul)的第12脚连接电阻(R2)、 二极管(Dl)， 芯片(Ul)的第ll脚接地，第4脚接电源，第10脚接电阻(Rl)、滑动电阻
(VR1)、光照传感器(1)、温度传感器(2)。
芯片(U2)的第l引脚分别与电阻(R12)、电阻(R14)、电位器(VR5) 的一端连接，R12的另一端连接电阻(Rll)、湿敏电阻(RW)的一端，另一端 连接二极管(D3)、 二极管(D4)、 Rll和芯片(U2)的第13引脚；芯片(U2) 的第2引脚与电容(Cl)、电阻(R15)的一端连接，R15另一端接VR5的一端， Cl的另一端与电容(C2)、电阻(R16)的一端连接，C2另一端接地；芯片(U2) 的第3引脚连接R14、R16的一端，第4引脚接5伏电源;第5引脚接电阻(R17)、 电阻(R18)的一端，R17另一端接5伏，R18另一端接地；第6、 7、 10、 12引脚接电容(C3)的一端，C3另一端接电阻(R19)、 二极管(D5)、电阻(R13)， R13的另一端接D3的一端；第8引脚接电阻(R20)、电阻(R21)的一端，R21 的另一端接电解电容(C4)和芯片(U3)的第2引脚，C4另一端接地，芯片 (U2)的第9引脚接R20、 R19、电阻(R22)的一端，R22另一端接电位器(VR6) 的一端，VR6的另一端接5伏；第11引脚接地；第14引脚接D4、 D5的一端。 芯片(U5)所在的是电源电路，芯片(U5)的第l引脚连接二极管(D6)、 电容(C11)的一端和9伏电源(VCC)， Cll的另一端接地；第2引脚接地； 第3引脚与D6、电容(C12)、 5伏连接，C12另一端接地；锁定开关(SW)的 第2引脚接9伏电源；第4、 5引脚接地。
本实用新型检测仪的动态工作原理
参照图4所示，显示说明光照传感器l、温度传感器2、湿度传感器3、
液晶显示器4;左上角表示显示数据的类型"DATA"表示当前采集数据，
"MAX"表示上限值，"MIN"表示下限值;左下角显示数据，如40.2，右下角
显示单位；光照警报灯(绿)5:灯亮表示当前光照值超出上下限范围；湿度 警报灯(黄)6:灯亮表示当前湿度值超出上下限范围；温度警报灯(红)7: 灯亮表示当前温度值超出上下限范围；显示/设置工作模式切换开关8:当开 关8为"ON"时为设置状态，可以设置当前参数(温度、湿度、光照)的上 下限值(只有开关8为"ON"时才能设置各上下限值)，否则，为显示状态； MAX/MIN切换开关9:当开关8为"设置"状态时，开关9为"ON"时表示设 置下限值，否则表示设置上限值(当开关8为"显示"状态时，拨动MAX/MIN 开关 不起作用)；锁定开关10:当开关10为"0N"时表示固定显示一个值， 显示不再变化，否则，解除锁定；备用开关11 (未用)；调位按钮12:当进入"设置"模式，设置上、下限时，调位按钮用来选择要改动的位置，每按 动一次将循环右移一位；调值按钮13: A:当为"显示"模式时，用来进行当 前参数(温度、湿度、光照)的切换，按动一次循环切换一次，切换顺序为 温度一〉湿度一〉光照B:当为"设置"状态时，用来调整各位数值(0-9)，按 动一次，当前位数值增l;电源按钮14:按下为接通电源。 本实用新型的记录仪的其性能指标为-
温度值量程_20摄氏度——80摄氏度；误差±0.1摄氏度 湿度值量程0% RH~~100% RH ; 误差±0.1o/0 RH
光照值量程0 ，ol*m-2*s_1-2000//11101*111_2 *s_1
误差.±5 〃mol*m-2 *s_l
注意事项
1. 电源要求2节9V电池(电池更换打开上盖时请勿太用力，注意液晶 显示器的排线；拧电池扣时也要用力适中，以免损坏扣子。)
2. 常见问题处理使用时间长了可能出现微小的显示漂移，有必要的话 可进行微调，各参数微调电阻器为电位器VR2为温度微调电阻；电位器VR6 为湿度微调电阻；电位器VR3为光照微调电阻。
权利要求1.一种检测大棚温湿度光照的记录仪，包括单片机(15)，及与其连接的LED数码管组(16)、A/D模数转换器(17)、RS232串行接口(18)、键盘(19)，其特征在于，A/D模数转换器(17)还连接有温度转电压模块(20)和用于检测湿度和光度的扩展模块(21)。
2. 根据权利要求1所述的一种检测大棚温湿度光照的记录仪，其特征 在于所述的A/D模数转换器(17)的电路是芯片(U3)的第1脚与芯片(Ul) 的第1脚连接，第3脚与滑动电阻(VR4)、滑动电阻(VR3)、电阻(R9)串 联连接，电阻(R9)与滑动电阻(VR4)的一端均接地，滑动电阻(VR3) — 端与滑动电阻(VR4)的一端并接与芯片(U2)的第7脚，滑动电阻(VR3) 的另一端连接芯片(Ul)的第6脚，芯片(U3)的第2脚串联电阻(R21)并 连接芯片(U2)的第8脚，电容(C4)的正极连接电阻(R21)的一端，负极 接地，芯片(U3)的第15脚、第16脚、第17脚、第18脚分别依次连接芯 片(U4)的第1脚、第4脚、第3脚、第2脚，芯片(U3)的第14脚串联电 阻(R23)后接电源，电容(C5)的一端连接电阻(R23)，另一端接地，芯片(U3)的第10脚、第13脚接地。
3. 根据权利要求1所述的一种检测大棚温湿度光照的记录仪，其特征所 述的单片机(15)的电路是芯片(U4)的第6脚连接三极管(Q3)、电阻(R36)、 LED数码管(L3)，第7脚连接三极管(Q2)、电阻(R35)、 LED数码管(L2)， 第8脚连接三极管(Ql)、电阻(R34)、 LED数码管(Ll)，三极管(Ql、 Q2、 Q3)的集电极分别连接电阻(R31、 R32、 R33)，电阻(R31、 R32、 R33)并联 接电源，LED数码管(Ll、 L2、 L3)并联接地，芯片(U4)的第9脚串联电阻(R24)后接地，电容(C6)的负极连接电阻(R24)的一端，正极接电源， 芯片(U4)的第12脚连接电阻(R29)、开关(Kl)，电容(C9) 一端连接电 阻(R29)，另一端连接开关(Kl),芯片(U4)的第13脚连接电阻(R30)、 开关(K2)，电容(C10) —端连接电阻(R30)，另一端连接开关(K2)，芯片(U4)的第18、 19脚分别与电容(C7、 C8)的一端、振荡器的两端连接，电 容(C7、 C8)的另一端相互连接并接地，芯片(U4)的第26-40脚与显示数 码管块(16)连接，芯片(U4)的第22-25脚与拨码开关(Sl)的第5-8脚 连接，并依次与电阻(R28、 R27、 R26、 R25)连接。
4.根据权利要求1所述的一种检测大棚温湿度光照的记录仪，其特征在 于所述的温度转电压模块(20)的电路是芯片(Ul)的第2脚连接电阻(R4) 的一端，另一端与滑动电阻(VR2)的一端并接与芯片(Ul)的第14脚，滑 动电阻(VR2)的另一端与电阻(R3)的一端并接与芯片(Ul)的第13脚， 电阻(R3)的另一端接地，芯片(Ul)的第1脚与第2脚并联一个电阻(R5)， 芯片(Ul)的第3脚并接与电阻(R6、 R7)的一端，其另一端依次接地和并 接与芯片(Ul)的第8、 9脚，芯片(Ul)的第5脚连接电阻(R10)、电阻(R8)、 二极管(D2)，芯片(Ul)的第12脚连接电阻(R2)、 二极管(Dl)，芯片(Ul) 的第ll脚接地，第4脚接电源，第10脚接电阻(Rl)、滑动电阻(VR1)、光 照传感器(1)、温度传感器(2)。
专利摘要本实用新型公开了一种检测大棚温湿度光照的记录仪，包括单片机，及与其连接的LED数码管组、A/D模数转换器、RS232串行接口、键盘，其特征在于，A/D模数转换器还连接有温度转电压模块和用于检测湿度和光度的扩展模块。该记录仪不仅能够精确的检测到大棚里的温度、湿度和光照度，为实施农业提供了方便，而且设计简单、科学、实用，器件选择合理，成本相对较低，便于推广应用。
文档编号G01D9/32GK201387338SQ200920032120
公开日2010年1月20日 申请日期2009年3月6日 优先权日2009年3月6日
发明者杨振超, 赵庆玲, 邹志荣, 陈章明, 黄铝文 申请人:杨振超