【正文】 ............................ 14 LCD 顯示模塊 ....................................................................................... 16 執(zhí)行器模塊 ............................................................................................ 17 3. 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................... 17 溫度采集子程序 ............................................................................................... 18 離子濃度采集子程序 ........................................................................................ 19 電磁閥控制子程序 ............................................................................................ 20 4. 系統(tǒng)測試 .......................................................................................................... 21 溫度測試 .......................................................................................................... 21 離子電極測試 ................................................................................................... 22 5. 總結(jié) ................................................................................................................. 23 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) ....................................................................................................... 23 前景與展望 ....................................................................................................... 24 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 24 致謝 ............................................................................................................................... 25 附錄 ............................................................................................................................... 25 5 一種無土栽培營養(yǎng)液離子濃度的監(jiān)控系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)電氣化與自動化 : 李 瑤 指 導(dǎo) 教 師 : 鄒志勇 摘要 :本文基于離子電極對無土栽培營養(yǎng)液中離子濃度 (活度 )的檢測 ,設(shè)計(jì)了一種以離子電極為檢測器 ,單片機(jī)為核心控制器的無土栽培營養(yǎng)液的離子濃度檢測及其控制系統(tǒng)。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。硬件方面，重點(diǎn)研究了溫度采集模塊，離子濃度采集模塊， LCD 顯示模塊。它徹底的改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)日出而作，日落而息的方式。比如剛開始時(shí)需要投入大量資金，需要專業(yè)的知識技能培訓(xùn)，受外界影響大，緩沖力小等等。 營養(yǎng)液檢測與控制系統(tǒng)概述 本文設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為控制核心的水培方式的營養(yǎng)液循環(huán)控制系統(tǒng)。 8 離子選擇性電極關(guān)鍵是膜基裝置，由選擇性滲透的離子導(dǎo)體材料組成的膜將樣品與電極內(nèi)部溶液分開，在膜的內(nèi)側(cè)填充有一定活度的被測離子的溶液。溶液越稀，活度與濃度的相差就越小。 在實(shí)驗(yàn)中，我們通過測不同濃度下的 KCl 溶液的測量電勢，為盡量避免誤差，采取多次測量取平均值的方法，得出如下表的數(shù)據(jù)，并繪制出如下圖 2曲線： 表 23 鉀離子電極測量電勢與鉀離子濃度的關(guān)系（室溫下） 氯化鉀濃度 (mol/L) 測量電勢 (mV) 氯化鉀濃度 (mol/L) 測量電勢（ mV） 1 1 1 1 1 1 1 12 圖 2 離子濃度與電壓關(guān)系 通過上述的圖表可以看出，通過鉀離子電極檢測到的電壓與溶液中離子的濃度近似為線性關(guān)系，基本滿足能特斯方程。C總線接口 。 A0～ A3：引腳地址端 V DD 、 V SS ：電源端。分別為定時(shí)器 T0、 T1 和 T2 單片機(jī)管腳如下圖 5所示： 主要引腳介紹如下： VCC：第 40 引腳。 P1 口也能夠作為標(biāo)準(zhǔn) 8位雙向 I/O 口。其功能與 P0 口亦類似。當(dāng) 在每個機(jī)器周期被激活兩次時(shí)， AT89C51RC 從外部程序存儲器讀取數(shù)據(jù)并執(zhí)行該代碼， 不出現(xiàn)時(shí)，將對外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行訪問。他也能接收外部振蕩器的震蕩信號。等到攪拌電機(jī)對溶液攪拌均勻后，再對溶液進(jìn)行檢測，如果檢測到的電壓依然不在設(shè)定閾值范圍內(nèi)，那么執(zhí)行器件將會一直動作下去，直到將溶液 離子濃度調(diào)節(jié)至設(shè)定的閾值附近。 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用分模塊設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，對各個功能實(shí)行分模塊設(shè)計(jì)。 離子濃度采集子程序 離子濃度采集子程序流程如下：初始化 LCD， I2C 初始化設(shè)置，分別顯示離子濃度對應(yīng)的電壓值的個位以 及小數(shù)點(diǎn)后一位、后兩位。 21 4. 系統(tǒng)測試 在本系統(tǒng)中 ,由兩路傳感器組成的信號采集系統(tǒng)分別對溶液中的溫度以及鉀離子濃度進(jìn)行檢測。 圖 41 分別將鉀離子電極放入標(biāo)準(zhǔn)的 mol/L 的 KCl 溶液中，可類似的計(jì)算出各標(biāo)準(zhǔn)濃度下的計(jì)算電勢，得到如下表所示數(shù)據(jù)： 標(biāo)準(zhǔn)液濃度（ mol/L） 測量電勢 (E/mV) 計(jì)算電勢 ( /mV) 23 1 1 1 1 1 表 42 各濃度溶液下的測量電勢與計(jì)算電勢 由于溫度以及標(biāo)準(zhǔn)液配制誤差等原因，測量電勢與計(jì)算數(shù)據(jù)之間存在一定的誤差， 但誤差在能夠接受的范圍內(nèi)。且無土栽培出來的蔬菜品質(zhì)好，品質(zhì)好的蔬菜市場價(jià)格也好。 附錄