[發明專利]一種基于光照強度監測系統的方法

在審

• 申請號: 201710603432.5
• 申請日: 2017-07-23
• 公開（公告）號: CN107390576A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 周金芝;楊明
• 申請（專利權）人: 楊明
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01J1/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于光強監測技術領域，具體涉及一種溫室大棚、家禽場等外部光強的實時監測。

背景技術

溫室種植中，光照強度會發生變化。為了提高產量，需要對光照強度進行實時監測，判斷何時需要遮光，何時進行補光。教室照明燈或城市照明路燈如果可以根據光照強度的變化實時調節亮暗，就可以達到節約能源的目的。傳統的利用人工手持式光照度計測量光照強度的方法，浪費人力物力、效率低且測量數據準確度不高，相關文獻有：王峰萍，王佳. 農業大棚智能檢測環境系統[J]. 現代電子技術，2012,35（14）:152-154；傳統的采用人工監測和控制的光照強度監控系統，施工成本高、不易擴展、維護升級困難，相關文獻有：蒼峰翠竹. STM32F系列ARM內核32位高性能微控制器參考手冊V10_1[EB/OL]；單片機技術和傳感技術的發展使得上述問題的解決成為了可能。本文基于單片機ARM Cortex-M3和光強度傳感器TSL2561設計實現了一套光照強度監測系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于ARM Cortex-M3光照強度監測系統的方法，其特征在于，系統軟件的工作流程為：(1)首先由光強傳感器檢測外部光照強度，將光信號轉換成電信號，經單片機處理后經液晶顯示屏顯示當前的光照強度；(2)判斷當前光照強度是否超過設定的警戒值，若超過警戒值，警報器會發出警報，若沒超過，則語音播報當前光照強度；其中，系統軟件包括單片機模塊、光照強度采集模塊、液晶顯示模塊、語音播報模塊和超限報警模塊，微控制器為STM32F103ZET6，微控制器模塊對光照強度進行計算；控制液晶顯示器顯示和輸入輸出；控制語音播報模塊進行定時播報；當光照強度值超過警戒值時，驅動報警模塊發出警報，光照強度采集電路的芯片采用TSL2561，液晶顯示模塊采用2.4寸高畫質的TFT真彩LCD，語音播報模塊的主控芯片為WT5001芯片，語音播報模塊的功能是實時播報環境中的光照強度。

液晶顯示模塊用于顯示當前光照強度曲線圖，用于設定調節光照強度警戒值。

超限報警模塊采用電磁繼電器作為警報器的開關，模塊電路由控制系統和被控制系統兩部分組成，當環境中的光照強度超過設定的警戒值時，單片機的PC3口被賦予低電平，從而使三極管PNP導通，繼電器通電吸合，整個報警模塊電路接通，警報器發出警報。

系統軟件包括光照強度采集模塊、MCU信息處理和控制模塊、液晶顯示模塊、語音播報模塊和超限報警模塊，警戒值的設定是通過液晶顯示器上的虛擬按鍵來實現的；系統軟件的工作流程為：首先由光強傳感器檢測外部光照強度，將光信號轉換成電信號，經單片機處理后經液晶顯示屏顯示當前的光照強度，然后判斷當前光照強度是否超過設定的警戒值，若超過警戒值，警報器會發出警報，若沒超過，則語音播報當前光照強度。

本發明以微控制器STM32F103ZET6作為控制核心, 通過TSL2561光強傳感器采集光強，以Keil5作為編譯軟件、C語音作為開發語言，設計實現了一套光照強度監測系統。系統由光照強度采集、單片機處理、液晶顯示、語音播報和超限報警模塊組成。光照強度傳感器實時采集光強，液晶顯示器實時顯示光強值，并通過語言播報模塊進行定時播報，當采集到的光強值超過設定的警戒值時，報警模塊發出警報。

本發明的有益效果是，系統測量準確度較高，具有良好的靈敏度和穩定性，可以實現24小時不間斷的監測，符合溫室大棚、家禽場等的光照強度監測的應用要求。

附圖說明

圖1是實施例中的系統模塊框圖。

圖2是實施例中的微控制器部分原理電路。

圖3是實施例中的TSL2561和微控制器的硬件連接圖。

圖4是實施例中的液晶顯示器模塊電路。

圖5是實施例中的WT5001語音模塊接口。

圖6是實施例中的超限報警模塊電路設計。

圖7是實施例中的軟件算法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明，但本發明 并不限于這些實施方式。