场自动化采集及控制系统，包括采集装置和温度控 制装置。
[0019] 如图1所示的采集装置电路原理图。所述采集装置包括检测传感器单元，处理单 元、编码器单元以及差分总线系统，所述检测传感器单元与所述处理单元连接，所述受理单 元与所述编码器单元以及差分总线系统连接，所述检测传感器单元与所述处理单元连接之 间还设有预放电路；所述处理单元包括曲线校正运算器，所述曲线校正运算器连接有D/A 转换器、加法器以及编码器单元，所述编码器单元与所述D/A转换器之间还连接有实时时 钟电路；所述差分总线系统与所述编码器单元连接，所述差分总线系统还连接有总线接口 电路。
[0020] 作为上述技术方案的进一步优化，为了进行全方面的监控养殖场环境参数，所述 检测传感器单元包括光照传感器、空气温度传感器、空气湿度传感器、土壤温度传感器、土 壤湿度传感器以及二氧化碳传感器。所述预放电路还连接有预校正电路，所述预校正电路 输入DC3. 3V电压。所述编码器单元采用16位CPU编码加 CRC，所述编码器单元与所述差分 总线系统之间通过SPI总线连接。所述加法器还连接有温度补偿电路。
[0021] 如图3所示的温度补偿电路电路原理图。所述温度补偿电路包括第一电阻、放大 电路、及场效应管，所述第一电阻的一端分别与所述放大电路的一输入端及外部电源相连， 所述第一电阻的另一端分别与所述放大电路的另一输入端、芯片内部的大功耗电路的一端 相连，所述大功耗电路的另一端接地，所述放大电路的输出端与所述场效应管的栅极相连， 所述场效应管的源极与外部电源连接，且所述场效应管的漏极与所述温度敏感电路的一端 相连，所述温度敏感电路的另一端接地；所述放大电路包括第二电阻、第三电阻及运算放大 器，所述第二电阻一端与所述第一电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放 大器的反向输入端连接，所述运算放大器的正向输入端与所述第一电阻的另一端连接，所 述运算放大器的输出端与所述场效应管的栅极连接，所述第三电阻的两端分别与所述运算 放大器的反向输入端及其输出端连接。
[0022] 上述温度补偿电路的工作原理是： 由于芯片的工作电流变化是引起芯片温度变化的主要原因，具体为当芯片工作状态发 生变化时，芯片的工作电流升高时，芯片温度升高，其工作电流降低时，芯片温度降低；故为 了检测芯片的温度变化，可检测芯片工作电流的变化，又由于芯片工作电流变化主要集中 在大功耗电路，而所述第一电阻Rl连接于外部电源VCC与大功耗电路之间，故所述第一 电阻Rl可检测大功耗电路的电流变化，且所述第一电阻Rl两端的电压正比于其流过所 述第一电阻Rl的电流，即所述第一电阻Rl两端的电压的变化即为其上流过的电流的变化。
[0023] 设流过所述第一电阻Rl的电流为It，大功耗电路两端的电压为Vt，所述第一电 阻Rl的阻值为Rt， VCC-Vt = It*Rt (1) (1)式中It*Rt为所述第一电阻Rl两端的电压为，为了避免影响大功耗电路的正常 工作，所述第一电阻Rl的阻值较小，从而所述第一电阻Rl两端的电压一般较小，需要对 其进行放大；由所述第二电阻R2、所述第三电阻R3和所述运算放大器OP组成一个高精 度的放大电路，对所述第一电阻Rl两端的电压进行放大；设所述第二电阻R2的阻值为Re， 设所述第三电阻R3的阻值为k*R，其中k为所述第三电阻R3的调节系数，因为所述第三电 阻R3为变阻器，该放大电路的放大系数Aop为：
(2) 由（2)式可知，调节所述第三电阻R3的阻值，便可调节放大电路的放大系数Αορ。根 据（1)、（2)式可得到所述运算放大器OP的输出电压Vg为：
因为运算放大器OP的输出电压Vg是所述场效应管Ml的栅极电压，设所述场效应管Ml 的宽长比为W/L，其阈值电压为Vth，定义up为所述场效应管Ml的电子迀移率，Cox为所述 场效应管Ml的栅单位电容，则所述场效应管Ml产生的补偿电流Ic为：
在（3)式中，由于VCC-Vt是所述第一电阻Rl两端的电压值，该电压值与芯片工作电 流（即大功耗电路的工作电流）成正比，而芯片工作电流与芯片工作温度成正比，故可得到 VCC-Vt与温度成正比，由于场效应管Ml的阈值电压Vth也与温度成正比，则在多项式 LiN 丄utasydbd λ ο/d ιι\
(4) 中的温度系数可以为正温或负温，具体为当Vg的正温系数大于VCC-Ct的温度系数 时，则（4)式为正温，当Vg的正温系数小于VCC-Ct的温度系数时，则（4)式为负温。由于 Vg的温度系数可以通过调节所述第三电阻R3的阻值来改变，故所述场效应管Ml的产生的 补偿电流Ic的温度系数可以通过所述第三电阻R3来进行调节，即可为正温补偿电流，也 可为负温补偿电流。具体为，当温度敏感电路的温度特性为正温时，则可以通过所述场效应 管Ml的漏极对其提供负温特性的补偿电流，以抵消由于芯片温度变化带来的影响，反之， 当温度敏感电路的温度特性为负温时，则可以通过所述场效应管Ml的漏极对其提供正温 特性的补偿电流，以抵消由于芯片温度变化带来的影响。
[0024] 如图2所示的温度控制装置电路原理图。所述温度控制装置包括加热棒、直流电 源、温度传感器IC1、第一运算放大器IC2、第二运算放大器IC3、第一电阻Rl至第十电阻 R10、第一电位器RP1、第二电位器RP2、第一二极管VD1、第二二极管VD2、场效应管VT和 继电器J，直流电源的正极同时与继电器J的第一端、第九电阻R9的第一端和第一运算 放大器IC2的正极连接，直流电源的负极同时与场效应管VT的源极、第七电阻R7的第一 端、第八电阻R8的第一端、第一电位器RPl的第一端、第一运算放大器IC2的负极、第六电 阻R6的第一端、第三电阻R3的第一端、第一二极管VDl的正极、第二二极管VD2的正极、 温度传感器ICl的第一和第二引脚连接，场效应管VT的漏极与继电器J的第二端连接， 场效应管VT的栅极同时与第十电阻RlO的第一端和第七电阻R7的第二端连接，第十电 阻RlO的第二端同时与第二电位器RP2的第一端、第二电位器RP2的滑动端和第二运算 放大器IC3的信号输出端连接，第二电位器RP2的第二端同时与第二运算放大器IC3的负 极信号输入端和第八电阻R8的第二端连接，第二运算放大器IC3的正极信号输入端与第 一电位器RPl的滑动端连接，第一电位器RPl的第二端同时与第一运算放大器IC2的信 号输出端和第一运算放大器IC2的负极信号输入端连接，第一运算放大器IC2的正极信号 输入端同时与第六电阻R6的第二端和第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端 与温度传感器ICl的第五引脚连接，温度传感器ICl的第六引脚与第二电阻R2的第一端 连接，第二电阻R2的第二端同时与温度传感器ICl的第四引脚、第三电阻R3的第二端和 第一电阻Rl的第一端连接，温度传感器ICl的第八引脚同时与第九电阻R9的第二端、第 四电阻R4的第一端