基于虛擬儀器技術(shù)的果園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

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1、2009年7月農(nóng)機(jī)化研究第7期基于虛擬儀器技術(shù)的果園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)2012-07-15################2012-07-15########2012-07-15########1112劉增環(huán),文露,路巍,馬建莉(1.河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院,河北邯鄲056038;2.邯鄲市城郊水電管理處,河北邯鄲056000)摘要:在果園的生產(chǎn)管理中,環(huán)境對(duì)果樹的生長發(fā)育、栽培技術(shù)的實(shí)施、病蟲害的預(yù)防等產(chǎn)生極其重要的影響。數(shù)據(jù)采集是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分。為此,針對(duì)果園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中存在的弊端,充分利用虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)LabVIEW,基于模塊化設(shè)計(jì)思想,

2、設(shè)計(jì)果園生態(tài)環(huán)境信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng),其開發(fā)周期短、可靠性高。關(guān)鍵詞:果園生態(tài)環(huán)境;虛擬儀器;LabVIEW中圖分類號(hào):TP278文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-188X(2009)07-0156-03園生態(tài)環(huán)境中溫度、濕度、光照度和雨量等參數(shù)的實(shí)時(shí)0引言和遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)果園生態(tài)環(huán)境的智能化監(jiān)測。我國果樹栽培歷史悠久,早在400多年前,古代總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。勞動(dòng)人民就開始從事果樹生產(chǎn)。經(jīng)過漫長歷史演變和生產(chǎn)實(shí)踐,果樹種質(zhì)資源日趨豐富。現(xiàn)在全國各地栽培的及野生的果樹種類多達(dá)300余種。由于果樹具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益,越來越受到人們的重視。我

3、國地域遼闊,氣候條件復(fù)雜,種植的果樹種類多。目前,國內(nèi)的果園面積占世界果園圖1果園生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框圖總面積21.3%,水果產(chǎn)量世界第一。因此,中國水果2硬件設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)成為中國種植業(yè)中位列糧食、蔬菜之后的第三大產(chǎn)業(yè)。2.1傳感器的選型但是,在果園的生產(chǎn)管理中,環(huán)境對(duì)果樹的生長2.1.1溫濕度傳感器發(fā)育、栽培技術(shù)的實(shí)施、病蟲害的預(yù)防等產(chǎn)生極其重選擇JY1-PTS-3型,適用于室外環(huán)境溫度和濕要的影響。數(shù)據(jù)采集是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分,但度測量。其技術(shù)參數(shù)如下:長期以來,果園環(huán)境監(jiān)測普遍采用人工方式,這種傳濕度范圍:0～100%統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法耗時(shí)耗力、時(shí)效性差,

4、而且容易受濕度精度/RH:±2%到干擾。虛擬儀器技術(shù)為數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程實(shí)濕度顯示分辨率/RH:0.1%時(shí)監(jiān)測提供了一種理想的解決方案。因此,基于虛擬溫度范圍/℃:-50～150儀器技術(shù)的果園生態(tài)環(huán)境信息采集與遠(yuǎn)程監(jiān)測,對(duì)于溫度精度/℃:±0.1指導(dǎo)果園實(shí)際生產(chǎn)具有十分重要的意義。溫度顯示分辨率/℃:0.1外型尺寸/mm:80×60×30圓柱型(帶防輻射罩)1總體設(shè)計(jì)方案工作環(huán)境/℃:-20～40利用溫度、光照、濕度傳感器采集果園的生態(tài)環(huán)境信號(hào)輸出:溫度為4～20mA;濕度為0～5V參數(shù),經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器將模擬數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行實(shí)2.1.2光照度傳感器時(shí)顯示、處理,并

5、通過串行接口將數(shù)據(jù)送給PC機(jī),基于選擇YS-CG型,產(chǎn)品外觀美觀,安裝方便,靈敏虛擬儀器技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù),建立以PC機(jī)為核心的果度好,傳輸距離長,采用鑄鐵材質(zhì)專為室外環(huán)境使用。技術(shù)參數(shù)如下:收稿日期:2008-09-28測量范圍/Klux:0～2002012-07-15########作者簡介:劉增環(huán)(1962-),男,河北########2012-07-15########欒城人,副教授,碩士生導(dǎo)師,(E2012-07-15########-mail)gjg19760405@126.com。供電電壓/VDC:12·156·2012-07-15########2009

6、年7月########2012-07-15########農(nóng)機(jī)化研究2012-07-15########第7期輸出信號(hào)/mA:4～20分析和儀器控制能力,為用戶快速地構(gòu)造自己的儀器精度/%:±2控制系統(tǒng)提供了良好的環(huán)境。負(fù)載能力:≥500Ω,≤3kΩ/sLabVIEW程序稱為框圖程序,簡稱為VI。Lab22.1.3雨量傳感器VIEW的基本程序單位是一個(gè)VI,對(duì)于一個(gè)簡單的測選擇YS-CL型翻斗式雨量傳感器,雨水通過一試任務(wù),可以由1個(gè)完成。而復(fù)雜的測試應(yīng)用可以通2個(gè)表面積為200cm的接收器,再通過一個(gè)過濾斗流過之間的層次調(diào)用結(jié)構(gòu)構(gòu)成,高層功能的VI調(diào)用1入翻斗里,翻

7、斗的每次翻轉(zhuǎn)通過干簧管轉(zhuǎn)換成脈沖信個(gè)或者多個(gè)低層的特殊功能的VI。在每一個(gè)VI中對(duì)號(hào),傳輸?shù)讲杉到y(tǒng),較適用于農(nóng)林部門用來測量液虛擬儀器進(jìn)行編程,以控制和操縱定義在前面板上輸體降水量、降水強(qiáng)度、降水時(shí)間,多種可選分辨率0.2入和輸出功能。～2.0mm。技術(shù)參數(shù)如下:本系統(tǒng)選用美國國家儀器公司(NI)的LabVIEW承水口徑/mm:200+0.68.0虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)編寫可視化的軟件包,實(shí)現(xiàn)對(duì)測量降水強(qiáng)度:≤4mm/min,在8mm/min可以工果園內(nèi)溫度、濕度、光照和雨量數(shù)據(jù)的監(jiān)測。為了實(shí)作現(xiàn)軟件的可重用和可升級(jí)性,軟件開發(fā)采用模塊化設(shè)分辨率/mm: