一种食用菌专用温湿度检测系统的制作方法

1.本发明涉及食用菌培养技术领域，具体为一种食用菌专用温湿度检测系统。


背景技术：

2.目前的食用菌领域，生产车间常需要加湿设备进行加湿，温控设备进行温度控制，需要对温度、湿度进行严格的控制，目前常用的方法都是使用间接测量的温度和湿度传感器对环境的湿度进行检测，而在食用菌生产领域，湿度非常大，常规的湿度传感器在高湿度环境下是很容易损坏的。为此，我们提出一种食用菌专用温湿度检测系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种通过红外直接检测雾气的能见度，判定出大棚内的湿度，通过摄像头图像直接辅助检测出环境的能见度的食用菌专用温湿度检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括食用菌生产场地，所述食用菌生产场地内设置有主控机箱，所述主控机箱内安装有控制电路板，所述控制电路板上集成有单片机，所述主控机箱面板上安装有液晶显示器和操作键盘，所述控制电路板与液晶显示器、操作键盘相连接，所述食用菌生产场地一侧侧边设置有红外线发射装置且与此侧边相对的另一侧边设置有红外线接收装置，所述红外线发射装置、红外线接收装置均电连接到控制电路板，所述食用菌生产场地内安装有温度传感器，所述温度传感器电连接到控制电路板。所述控制电路板，包括有：
5.u1为正电压输出的低压降三端稳压电路ams1084，包括第二滤波电容c2、第三滤波电容c3；u1的第二引脚和第三引脚分别与第二滤波电容c2、第三滤波电容c3的一端连接，第二滤波电容c2和第三滤波电容c3的另一端与第一单片机u1的第一引脚连接且接地连接；
6.u2为单片机stm32vet6，包括第四滤波电容c4、第五滤波电容c5和晶振 y1；u2的第28引脚、第50引脚、第74引脚和第98引脚均接地端，u2的第 9引脚和第10引脚与晶振y1的一端连接，晶振y1的另一端与u2的第8引脚连接，晶振y1的两端还分别与第四滤波电容c4和第五滤波电容c5的一端连接，第四滤波电容c4和第五滤波电容c5的另一端相连接且接地端；
7.u3为彩色液晶屏驱动芯片st7735，u3的第6引脚接地端；
8.u4为红外线发射接收集成芯片，包括数字温度传感器ds18b20 p1、串口p3、第一按键k1和第二按键k2；u4的第2引脚接与p1的第2引脚连接， p1的第1引脚连接接地端，p3的第2引脚和第3引脚和u4的第7引脚和第8 引脚对应连接，u4的第39引脚和第40引脚接地端，p3的第3引脚接地端， u4第22引脚和第25引脚分别连接第一按键k1和第二按键k2的一端，第一按键k1和第二按键k2的另一端相连接且接地端。
9.优选的，所述食用菌生产场地内还安装有数字摄像头，所述数字摄像头连接到安装有图像处理软件的微型计算机，所述微型计算机连接有显示设备，所述微型计算机与控制电路板电连接。
10.优选的，所述红外线发射装置设置有若干组，且所述食用菌生产场地另一侧设置有若干组与其对应的红外线接收装置。
11.优选的，所述控制电路板具有单片机和配套的电路元件，采用stm32系列单片机。
12.优选的，所述红外线接收装置采用红外线一体化接收头。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14.本发明直接通过红外线检测来进行能见度检测湿度，效果明显，可以避免普通的电学传感器在高湿度下失效的问题，有效的提高了可靠性，且还可以通过摄像头视觉分析出雾气的能见度，从而判定出环境的湿度，进一步的提高可靠性，并且在检测湿度的同时可以检测温度。
附图说明
15.图1为本发明系统电路示意图；
16.图2为本发明系统的食用菌生产场地结构示意图；
17.图3为系统内微型计算机示意图；
18.图4为系统内主控机箱结构示意图；
19.图5为系统整体流程结构框图；
20.图6为时钟电路示意图；
21.图7为复位电路示意图。
22.图中：1
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食用菌生产场地；2
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主控机箱；3
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液晶显示器；4
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操作键盘；5
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红外线发射装置；6
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红外线接收装置；7
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数字摄像头；8
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微型计算机。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.1.请参阅图1
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5，本发明提供一种技术方案：包括食用菌生产场地，所述食用菌生产场地1内设置有主控机箱2，所述主控机箱2内安装有控制电路板，所述控制电路板上集成有单片机，所述主控机箱2面板上安装有液晶显示器3和操作键盘4，所述控制电路板与液晶显示器3、操作键盘4相连接，所述食用菌生产场地1一侧侧边设置有红外线发射装置5且与此侧边相对的另一侧边设置有红外线接收装置6，所述红外线发射装置5、红外线接收装置 6均电连接到控制电路板，所述食用菌生产场地1内安装有温度传感器，所述温度传感器电连接到控制电路板。所述控制电路板，包括有：
25.u1为正电压输出的低压降三端稳压电路ams1084，包括第二滤波电容c2、第三滤波电容c3；u1的第二引脚和第三引脚分别与第二滤波电容c2、第三滤波电容c3的一端连接，第二滤波电容c2和第三滤波电容c3的另一端与第一单片机u1的第一引脚连接且接地连接；
26.u2为单片机stm32vet6，包括第四滤波电容c4、第五滤波电容c5和晶振 y1；u2的第28引脚、第50引脚、第74引脚和第98引脚均接地端，u2的第 9引脚和第10引脚与晶振y1的一端连接，晶振y1的另一端与u2的第8引脚连接，晶振y1的两端还分别与第四滤波电容c4和第
五滤波电容c5的一端连接，第四滤波电容c4和第五滤波电容c5的另一端相连接且接地端；
27.u3为彩色液晶屏驱动芯片st7735，u3的第6引脚接地端；
28.u4为红外线发射接收集成芯片，包括数字温度传感器ds18b20 p1、串口p3、第一按键k1和第二按键k2；u4的第2引脚接与p1的第2引脚连接， p1的第1引脚连接接地端，p3的第2引脚和第3引脚和u4的第7引脚和第8 引脚对应连接，u4的第39引脚和第40引脚接地端，p3的第3引脚接地端， u4第22引脚和第25引脚分别连接第一按键k1和第二按键k2的一端，第一按键k1和第二按键k2的另一端相连接且接地端。
29.所述食用菌生产场地1内还安装有数字摄像头7，所述数字摄像头7连接到安装有图像处理软件的微型计算机8，所述微型计算机8连接有显示设备，所述微型计算机8与控制电路板电连接。
30.所述红外线发射装置5设置有若干组，且所述食用菌生产场地1另一侧设置有若干组与其对应的红外线接收装置6。
31.所述控制电路板具有单片机和配套的电路元件，采用stm32系列单片机。
32.所述红外线接收装置6采用红外线一体化接收头。
33.主控机箱2内的控制电路的输出端与液晶显示屏3、红外线发射装置5和微型计算机8电连接，主控机箱2内的控制电路的输入端与操作键盘4、红外线接收装置6和微型计算机8电连接，微型计算机8的的输入端和输出端还与数字摄像头7和显示设备电连接，初始由操作键盘输入信号以及参数等输入到主控机箱2内的单片机，由主控机箱2内的单片机发送信号到红外线发射装置5和微型计算机8，红外线发射装置5开始发射红外线，并由红外线接收装置6接收红外信号并传递到主控机箱2内的单片机，同时微型计算机8 接收到主控机箱2内的单片机发送的信号，开始发送信号到数字摄像头7，数字摄像头7工作并将信号反馈再次反馈到微型计算机8，由微型计算机8内的图像处理软件处理信号，并同步发送到显示设备和主控机箱2内的单片机，由主控机箱2内的单片机将红外接收装置6以及微型计算机8处理后的图像数据统一分析，最终发送到液晶显示屏3上。
34.stm32单片机最小系统由单片机芯片，时钟电路，复位电路三个部分组成。芯片是最小系统核心组成部分，时钟电路是提供时钟节拍信号，复位电路用于提供复位信号。
35.时钟电路：系统时钟电路服务于stm32单片机，为stm32单片机运行时提供精准的时钟节拍，设计中考虑到运行准确的的要求，选取12m晶振。具体时钟电路如图6所示。
36.复位电路：stm32单片机的复位方式有三种分别是上电复位、手动复位和程序自动复位。
37.上电复位：即在单片机上电的瞬间，利用单片机reset复位引脚连接的电容充电过程中出现的瞬间低电平将复位引脚电平拉低，从而造成单片机复位的操作，其低电平持续时间可以通过电路中电阻电容大小的调整而改变，具体计算公式如下：t＝1.1rc(固定计算公式)1.1*10k*0.1uf＝1.1ms。需求的复位信号持续时间约在1ms左右。
38.手动复位：这种复位复式就比较简单明了了，直接在复位引脚和地之间加入一个复位按键，按键按下时，复位引脚直接与地相连，电平直接被拉低，从而达到复位目的。
39.设计采用的stm32最小板为低电平复位。即当按键按下，rstset端为低电平，实现系统复位，当按键释放时rstset端为高电平，复位结束。
40.复位电路如图7所示。
41.红外线接收头对外具有三个引脚，out直接接单片机的io口，gnd接系统地线(0v)，vcc接系统电源正极(+5v)。
42.工作原理：由红外发射装置(红外线灯泡)发出红外线，发出的红外线在空气中传播一段时间后由接收端的红外线接收器接受红外线信号，由于湿度越大空气中的能见度就越差，因此，红外线衰减的幅度就越大，所以接收端接受到的红外线强度随着空气的湿度成反比，接收器将接受到的红外线转换成电压信号，接收到的红外线越强，输出电压越大，红外线越弱输出电压越低，根据输出电压的大小就可反推出湿度的高低，最后所有的数据送到单片机处理器计算得到相应的湿度值，并且通过液晶显示器显示出来。
43.由于系统只通过红外检测会有一定的不可靠性，因此系统还通过辅助检测手段，通过摄像头检测环境的图像，通过图像的可见度来判定能见度，检测到的数据通过微型计算机进行处理，使检测的得到的数值更加准确。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。