CN106500873A - 一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，主要由温度传感器G，触发开关电路，与触发开关电路相连接的偏置电路，放大器P1等组成。本发明可以将检测信号是的噪声信号进行过滤，从而提高本发明对大棚温度监测的精确度，使种植户能够更好的对大棚内的温度进行调整。本发明可以对检测信号进行不失真的放大，以便于本发明将检测信号与设定值进行比较，从而能够更准确的对大棚内的温度进行监测。

Description

一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统

技术领域

本发明涉及一种监测系统，具体是指一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统。

背景技术

无花果富含多种氨基酸、有机酸、镁、锰、铜及维生素等营养成分，深受人们的喜爱。随着大棚种植技术的发展，目前已出现了大棚种植无花果，采用大棚种植无花果，无花果产量提高，且果实更大点，果汁更多。由于无花果不耐寒，对温度要求较高，因此大棚种植时通常采用温度监测系统对大棚内的温度进行监测，当温度过低时则需及时对大棚供暖，以确保无花果正常生长。然而现有的温度监测系统由于温度传感器所输出的信号中掺杂很大的噪声信号，从而导致温度监测系统对温度测量的误差很大，无法有效的对大棚温度进行监测，从而导致种植户不能准确的对大棚内的温度进行调整，影响无花果的正常生长。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的温度监测系统误差很大的缺陷，提供一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，主要由温度传感器G，触发开关电路，与触发开关电路相连接的偏置电路，放大器P1，P极与温度传感器G相连接、N极经电阻R3后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，正极与二极管D1的N极相连接、负极经电阻R2后与放大器P1的负极相连接的电容C1，N极与放大器P1的输出端相连接、P极经电阻R5后接地的稳压二极管D2，正极经电阻R1后与电容C1的负极相连接、负极与稳压二极管D2的P极相连接的电容C2，正极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接、负极与触发开关电路相连接的电容C3，以及与触发开关电路相连接的振荡电路组成；所述稳压二极管D2的P极与触发开关电路相连接；所述放大器P1的正极与二极管D1的N极相连接；所述电容C3的正极与偏置电路相连接。

进一步的，所述偏置电路由三极管VT2，负极与三极管VT2的基极相连接、正极与电容C3的正极相连接的电容C7，N极与电容C7的正极相连接、P极接地的二极管D5，串接在电容C7的负极和二极管D5的P极之间的电阻R17，串接在三极管VT2的发射极和二极管D5的P极之间的电阻R20，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极与二极管D5的P极相连接的电容C8，正极与电容C8的负极相连接、负极与触发开关电路相连接的电容C10，P极与三极管VT2的集电极相连接、N极经电阻R21后与电容C10的正极相连接的二极管D6，串接在二极管D6的N极和电容C10的负极之间的电阻R22，负极与二极管D6的N极极相连接、正极经电阻R18后与三极管VT2的基极相连接的电容C9，以及串接在电容C9的正极和三极管VT2的集电极之间的电阻R19组成；所述电容C9的正极与放大器P2的正电源端相连接。

所述触发开关电路由放大器P2，放大器P3，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R11，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端接地的电阻R12，串接在放大器P2的正电源端和输出端之间的电阻R13，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端接地的电位器R14，串接在放大器P2的输出端和放大器P3的正极之间的电阻R15，正极经电位器R16后与放大器P3的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的电容C6，以及P极与放大器P3的输出端相连接、N极经继电器K后接地的二极管D4组成；所述放大器P2的正极与电容C10的负极相连接、其负极与稳压二极管D2的P极相连接、其负电源端则同时与电容C3的负极和放大器P3的负电源端相连接、其正电源端则经继电器K的常开触点K-1后与振荡电路相连接；所述放大器P3的负极与电位器R14的控制端相连接、其负电源端接-15V电压、其正电源端则同时与放大器P2的正电源端和+15V电压相连接。

所述振荡电路由振荡芯片U，三极管VT1，串接在三极管VT1的集电极和基极之间的电阻R8，串接在振荡芯片U的VCC管脚和RE管脚之间的电阻R9，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3，正极经电位器R6后与三极管VT1的发射极相连接、负极经电阻R7后与振荡芯片U的GND管脚相连接的电容C4，以及正极经电阻R10后与振荡芯片U的OUT管脚相连接、负极经报警器BL后与振荡芯片U的CONT管脚相连接的电容C5组成；所述振荡芯片U的CONT管脚与其GND管脚相连接的同时接地、其TRIG管脚则与其THRE管脚相连接、THRE管脚则同时与电容C4的正极和电位器R6的控制端相连接、其RE管脚经继电器K的常开触点K-1后与放大器P2的正电源端相连接；所述三极管VT1的集电极与振荡芯片U的RE管脚相连接、其基极与振荡芯片U的DIS管脚相连接。

所述振荡芯片U为NE555集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以将检测信号是的噪声信号进行过滤，从而提高本发明对大棚温度监测的精确度，使种植户能够更好的对大棚内的温度进行调整。

(2)本发明可以对检测信号进行不失真的放大，以便于本发明将检测信号与设定值进行比较，从而能够更准确的对大棚内的温度进行监测。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的偏置电路的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明主要由温度传感器G，触发开关电路，与触发开关电路相连接的偏置电路，放大器P1，P极与温度传感器G相连接、N极经电阻R3后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，正极与二极管D1的N极相连接、负极经电阻R2后与放大器P1的负极相连接的电容C1，N极与放大器P1的输出端相连接、P极经电阻R5后接地的稳压二极管D2，正极经电阻R1后与电容C1的负极相连接、负极与稳压二极管D2的P极相连接的电容C2，正极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接、负极与触发开关电路相连接的电容C3，以及与触发开关电路相连接的振荡电路组成；所述稳压二极管D2的P极与触发开关电路相连接；所述放大器P1的正极与二极管D1的N极相连接；所述电容C3的正极与偏置电路相连接。

该温度传感器G设置于大棚内部，用于检测大棚内部的温度并输出相应的电压信号，其在温度越低时输出的电压越高。该放大器P1，电容C1，电阻R2，电阻R1，电容C2，稳压二极管D2以及电阻R3构成一个低通滤波器，该低通滤波器可以很好的对掺杂在电压信号中的噪声干扰信号进行过滤，使电压信号更加干净；由于排除了噪声干扰信号的影响，触发开关电路可以更准确的将大棚的实时温度值与设定温度值进行比较，从而更准确的控制振荡电路工作，起到更好的监测效果。该放大器P1采用LM307型放大器，二极管D1的型号为1N4002，稳压二极管D2的型号则为1N4148，电阻R1～R5的阻值均为5KΩ，电容C1和电容C2的容值均为50μF，电容C3的容值则为0.1μ。

其中，该触发开关电路由放大器P2，放大器P3，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电位器R14，电阻R15，电位器R16，二极管D4，电容C6以及继电器K组成。

连接时，电阻R11串接在放大器P2的正极和输出端之间。电阻R12的一端与放大器P2的输出端相连接，另一端接地。电阻R13串接在放大器P2的正电源端和输出端之间。电位器R14的一端与放大器P2的输出端相连接，另一端接地。电阻R15串接在放大器P2的输出端和放大器P3的正极之间。电容C6的正极经电位器R16后与放大器P3的正极相连接，负极与放大器P3的输出端相连接。二极管D4的P极与放大器P3的输出端相连接，N极经继电器K后接地。所述放大器P2的正极与偏置电路相连接，其负极与稳压二极管D2的P极相连接，其负电源端则同时与电容C3的负极和放大器P3的负电源端相连接，其正电源端则经继电器K的常开触点K-1后与振荡电路相连接。所述放大器P3的负极与电位器R14的控制端相连接，其负电源端接-15V电压，其正电源端则同时与放大器P2的正电源端和+15V电压相连接。

该放大器P2，电阻R11以及电阻R12共同组成一个同相放大器，该同相放大器可以将过滤掉噪声干扰信号后的检测信号进行放大。而放大器P3，电阻R16以及电容C6则共同组成一个比较放大器，该比较放大器用于将温度传感器输出的电压信号与放大器P3负极的电压信号进行比较，从而判断大棚内的温度是否达到设定温度。该电位器R14用于设定电压值，即通过设定电压值来预先设定大棚内的最低允许温度值，通过调节电位器R14的阻值则可以调节预设温度值。该放大器P2的型号为LM107，该放大器P3的型号则为F007，电阻R11和电阻R12的阻值均为10KΩ，电阻R13、电阻R15以及电阻R16的阻值均为5KΩ，电位器R14的最大阻值则为300KΩ，二极管D4则为1N4148开关二极管，继电器K采用LY115型继电器。

另外，该振荡电路由振荡芯片U，三极管VT1，电位器R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电阻R10，二极管D3，电容C4，电容C5以及报警器BL组成。

连接时，电阻R8串接在三极管VT1的集电极和基极之间。电阻R9串接在振荡芯片U的VCC管脚和RE管脚之间。二极管D3的P极与三极管VT1的发射极相连接，N极与三极管VT1的基极相连接。电容C4的正极经电位器R6后与三极管VT1的发射极相连接，负极经电阻R7后与振荡芯片U的GND管脚相连接。电容C5的正极经电阻R10后与振荡芯片U的OUT管脚相连接，负极经报警器BL后与振荡芯片U的CONT管脚相连接。

所述振荡芯片U的CONT管脚与其GND管脚相连接的同时接地，其TRIG管脚则与其THRE管脚相连接，THRE管脚则同时与电容C4的正极和电位器R6的控制端相连接，其RE管脚经继电器K的常开触点K-1后与放大器P2的正电源端相连接。所述三极管VT1的集电极与振荡芯片U的RE管脚相连接，其基极与振荡芯片U的DIS管脚相连接。该振荡电路可以产生振荡信号，从而驱动使报警器BL报警。

为了更好的实施本发明，该振荡芯片U采用NE555集成芯片来实现。该三极管VT1的型号为3AX31，电位器R6的最大阻值为100KΩ，电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电阻R10的阻值均为5KΩ，二极管D3的型号为1N4002，电容C4和电容C5的容值均为0.01μF。

如图2所示，该偏置电路由三极管VT2，电阻R17，电阻R18，电阻R19，电阻R20，电阻R21，电阻R22，二极管D5，二极管D6，电容C7，电容C8，电容C9以及电容C10组成。

连接时，电容C7的负极与三极管VT2的基极相连接，正极与电容C3的正极相连接。二极管D5的N极与电容C7的正极相连接，P极接地。电阻R17串接在电容C7的负极和二极管D5的P极之间。电阻R20串接在三极管VT2的发射极和二极管D5的P极之间。电容C8的正极与三极管VT2的发射极相连接，负极与二极管D5的P极相连接。电容C10的正极与电容C8的负极相连接，负极与触发开关电路相连接。二极管D6的P极与三极管VT2的集电极相连接，N极经电阻R21后与电容C10的正极相连接。电阻R22串接在二极管D6的N极和电容C10的负极之间。电容C9的负极与二极管D6的N极极相连接，正极经电阻R18后与三极管VT2的基极相连接。串接在电容C9的正极和三极管VT2的集电极之间的电阻R19组成。所述电容C9的正极与放大器P2的正电源端相连接。

该偏置电路拥有稳定的静态工作点，从而使同相放大器可以不失真的对检测信号进行放大。该电阻R18为上偏置电阻，其为三极管VT2提供偏置电流。电阻R17为下偏置电阻，其对流经电阻R18的电流进行分流。电阻R20则为发射极电阻，其起负反馈作用。电路在工作时，温度上升会使三极管VT2的集电极电流增大，而三极管VT2的发射极电位也会随之增大。但是因为VT2基极的电位为固定值，这就使加到发射极的正偏置电压减小，三极管VT2的基极电流随之减小，从而促使三极管VT2的集电极电流减小。这样就牵制了三极管VT2的集电极电流的增大，使集电极电流不随温度变化而变化，稳定了静态工作点，从而使同相放大器可以不失真的对检测信号进行放大。该三极管VT2的型号为3AX31，电阻R18、电阻R17以及电阻R20的阻值均为10KΩ，电阻R19、电阻R21以及电阻R22的阻值均为5.5KΩ，二极管D6和二极管D5的型号均为1N4002，电容C7～电容C10的容值均为0.5μF。

工作时，温度传感器G采集大棚内部的实时温度并输出相应的电压信号，该电压信号经过处理后输送给同相放大器进行放大处理，经过处理后的电压信号输入到放大器P3的正极，当输入到放大器P3正极的电压高于放大器P3负极上的电压时，说明大棚内的温度已低于预设的最低允许温度值，此时放大器P3的输出端输出正电压，使二极管D4导通，继电器K得电其常开触点K-1闭合，从而使振荡电路得电工作，报警器BL开始报警，通知种植户需给大棚内供暧。当大棚内的温度上升预设的最低温度值以上后，温度传感器G输出的电压信号变小，从而使放大器P3的正极的电压小于其负极的电压，这时二极管D4截止，继电器K失电其常开触点重新断开，振荡电路失电报警器BL停止报警。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (5)

1.一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，主要由温度传感器G，触发开关电路，与触发开关电路相连接的偏置电路，放大器P1，P极与温度传感器G相连接、N极经电阻R3后与放大器P1的输出端相连接的二极管D1，正极与二极管D1的N极相连接、负极经电阻R2后与放大器P1的负极相连接的电容C1，N极与放大器P1的输出端相连接、P极经电阻R5后接地的稳压二极管D2，正极经电阻R1后与电容C1的负极相连接、负极与稳压二极管D2的P极相连接的电容C2，正极经电阻R4后与放大器P1的输出端相连接、负极与触发开关电路相连接的电容C3，以及与触发开关电路相连接的振荡电路组成；所述稳压二极管D2的P极与触发开关电路相连接；所述放大器P1的正极与二极管D1的N极相连接；所述电容C3的正极与偏置电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，所述偏置电路由三极管VT2，负极与三极管VT2的基极相连接、正极与电容C3的正极相连接的电容C7，N极与电容C7的正极相连接、P极接地的二极管D5，串接在电容C7的负极和二极管D5的P极之间的电阻R17，串接在三极管VT2的发射极和二极管D5的P极之间的电阻R20，正极与三极管VT2的发射极相连接、负极与二极管D5的P极相连接的电容C8，正极与电容C8的负极相连接、负极与触发开关电路相连接的电容C10，P极与三极管VT2的集电极相连接、N极经电阻R21后与电容C10的正极相连接的二极管D6，串接在二极管D6的N极和电容C10的负极之间的电阻R22，负极与二极管D6的N极极相连接、正极经电阻R18后与三极管VT2的基极相连接的电容C9，以及串接在电容C9的正极和三极管VT2的集电极之间的电阻R19组成；所述电容C9的正极与放大器P2的正电源端相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，所述触发开关电路由放大器P2，放大器P3，串接在放大器P2的正极和输出端之间的电阻R11，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端接地的电阻R12，串接在放大器P2的正电源端和输出端之间的电阻R13，一端与放大器P2的输出端相连接、另一端接地的电位器R14，串接在放大器P2的输出端和放大器P3的正极之间的电阻R15，正极经电位器R16后与放大器P3的正极相连接、负极与放大器P3的输出端相连接的电容C6，以及P极与放大器P3的输出端相连接、N极经继电器K后接地的二极管D4组成；所述放大器P2的正极与电容C10的负极相连接、其负极与稳压二极管D2的P极相连接、其负电源端则同时与电容C3的负极和放大器P3的负电源端相连接、其正电源端则经继电器K的常开触点K-1后与振荡电路相连接；所述放大器P3的负极与电位器R14的控制端相连接、其负电源端接-15V电压、其正电源端则同时与放大器P2的正电源端和+15V电压相连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，所述振荡电路由振荡芯片U，三极管VT1，串接在三极管VT1的集电极和基极之间的电阻R8，串接在振荡芯片U的VCC管脚和RE管脚之间的电阻R9，P极与三极管VT1的发射极相连接、N极与三极管VT1的基极相连接的二极管D3，正极经电位器R6后与三极管VT1的发射极相连接、负极经电阻R7后与振荡芯片U的GND管脚相连接的电容C4，以及正极经电阻R10后与振荡芯片U的OUT管脚相连接、负极经报警器BL后与振荡芯片U的CONT管脚相连接的电容C5组成；所述振荡芯片U的CONT管脚与其GND管脚相连接的同时接地、其TRIG管脚则与其THRE管脚相连接、THRE管脚则同时与电容C4的正极和电位器R6的控制端相连接、其RE管脚经继电器K的常开触点K-1后与放大器P2的正电源端相连接；所述三极管VT1的集电极与振荡芯片U的RE管脚相连接、其基极与振荡芯片U的DIS管脚相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于偏置电路的大棚种植无花果用温度监测报警系统，其特征在于，所述振荡芯片U为NE555集成芯片。