水稻浸种催芽种箱温度和水位控制系统的设计

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1、2014年12月农机化研究第12期水稻浸种催芽种箱温度和水位控制系统的设计张福军，衣淑娟，刘宇鹏，刘坤(黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163319)摘要:针对如何检测和控制水稻浸种催芽种箱内温度和水位的问题，设计了基于单片机C8051F023的控制系统。该控制器设计了8路温度采集电路，以及高水位、低水位和空水位的检测电路，通过对温度、水位的检测，实现了种箱内温度的灵活控制、注水泵和排水泵的自动启停。实验测试表明:利用该控制器能够自动完成种箱内温度、水位的检测和控制，硬件电路结构简单、系统运行可靠，调试灵活，

2、易于掌握。关键词:水稻;温度;水位;控制系统中图分类号:TP368．1文献标识码:A文章编号:1003－188X(2014)12－0034－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2014.12.008个温度传感器PT100，由其对种子内的温度进行检测，0引言八路模拟转换开关CD4501对8路传感器进行选择。黑龙江垦区大面积播种寒地水稻，影响水稻产量水位传感器采用“探针式”，用来检测“高水位”“低水的首要因素在于秧苗素质，而秧苗素质与浸种、催芽位”“空水位”。利用3×4矩阵式键盘完成系统时间、密切相关。近

3、几年来，适宜垦区农场的大模智能温控检测限值、数据存储、电机启动和数据收发等功能的［2］水稻集中浸种催芽设备得到应用和推广。该设备可设置。以提供优质芽种，保证种子出苗，杜绝二、三类苗，能液晶显示器选用C系列中文液晶显示模块OC-够培育壮苗，有效利用当地积温，保证农时，省时、省MJ2X8C，显示种箱内种子的温度、种箱水位状态和系工、省力，为水稻增产创造先决条件，符合水稻标准化统时间等信息。若温度、水位信息超过限值，声光报［1］生产的要求。警电路给予提示，防止种子发霉和种箱内水位过高、为此，以单片机C8051F023和无线模

4、块过低;电机驱动电路由继电器组构成，完成入水、出水NＲF24L01为核心，设计一套水稻集中浸种控制系统。循环泵的启停，以及加热、加湿和通风等装置的执行。该系统能够实现水箱、种箱的温度、水位自动检测与系统扩展数据存储器AT24C512，定时存储水稻浸种控制;上下水循环泵、加热器的启停;各种检测数据的种箱工况信息。日历时钟芯片选用PCF8563，系统待上位机自动传输;利用专用PC软件对数据进行计算、机显示当前时间包括年、月、日、时、分、秒和星期。分析、管理和打印，形成各种报表、数据。由此为提高种子发芽能力、培育壮苗，为寒地

5、水稻实现高质高产奠定了基础。1控制系统硬件设计1．1硬件电路结构框图系统的结构框图如图1所示。水稻浸种催芽箱控制系统采用C8051F系列单片机C8051F023为控制芯片，由它对控制系统的各个功能部分进行管理以及进行各种参数、状态的检测。在种箱内适当地分布8图1控制系统框图收稿日期:2013－11－22Fig．1Controlsystemdiagram基金项目:黑龙江科技厅项目(GZ13B013);国家发改委“种植业物联网应用示范工程”项目(发改办高技［2011］2058号);黑龙1．2温度传感器电路江省大学生创新创业

6、训练项目(201310223033)种子催芽时内部进行极其复杂的物质和能量转作者简介:张福军(1980－)，男，黑龙江大庆人，讲师，硕士研究生，(E－mail)byndzfj@126．com。化，是一系列生理生化过程，是在一系列酶的催化下·34·2014年12月农机化研究第12期完成的，而酶促反应与温度密切相关，温度是影响种1．3水位传感器电路子催芽的一个重要的外界因素。因此，实时的监测种在水稻的浸种催芽过程中，经常会对种箱进行注箱内温度信号对种子的催芽起到至关重要的作用。水、排水作业，因此要实时地监测种箱水位变化，保

7、证水稻浸种种箱内由PT100铂热电阻传感器用来浸种催芽过程中水箱和种箱之间水循环、种箱自身水检测水稻种子的温度。铂热电阻有很多优点，其精度循环、浸种、破胸和催芽期间对用水量技术要求。根高、稳定性好、性能可靠，铂在氧化性气氛中甚至在高据浸种催芽的工艺要求，在此工艺流程中涉及高水温下的物理、化学性能非常稳定。因此，铂被公认为位、低水位和空水位，要求水位传感器能够自动检测是目前制造热电阻的最好材料。铂电阻主要作为标各种水位，并由单片机给出各种控制信号，给予相应准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。铂热电的提示信息，并完成注

8、水泵、排水泵和循环泵的启停［4］阻的工作原理是基于电阻的热效应进行温度测量的，工作。［3］即利用了电阻阻值随温度的变化而变化的特性。水位传感器电路如图3所示。在种箱的不同高因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测度安装了4根金属棒，以感知水位变化情况。根据水量出温度。当测温范围不大、元件长度和截面积随温与空气的阻值特性(水的