蔬菜类植物声频产生仪

摘要

本发明涉及一种蔬菜类植物声频产生仪。本发明由单片机采集温度、时间信息、湿度、光强等信息来控制并输出建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的正弦波频率，从而控制功放发出不同频率的声音。本发明的优点是：使普通农户买得起用得值；蔬菜类植物声频产生仪是建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的音频正弦波，这种音频正弦波是一种能量，它可以被植物匹配吸收，发生谐振，使植物健康的生长发育，促进其光合吸收、运输和转化，起到生长刺激作用，同时，经这种音频正弦波处理后可以降低植物的阻抗，增强其生理活性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种蔬菜类植物声频产生仪。

背景技术

植物声频产生的方法很多，目前，在我国天津、大连、青岛、苏州等地都有不同程度的应用，总体上尚处于试验示范阶段，但已经取得了一些阶段性的应用成果。国外植物声频技术的研究和应用尚处于一种经验探索和资料积累的初期阶段。由于缺少先进理论指导和相应的测试仪器，不能精确地测定出植物的白发声频率和接受声频率，造成许多矛盾和混乱的现象。国际上关于植物声频技术的应用有了新的进展。例如，1999年底，美国杜克大学报道了使用声波技术处理，极大地缩短了蔬菜冷冻脱水的时间。2000年初，日本东京大学用不同频率处理，可延长或缩短微生物的繁殖时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强其抗病虫害，并及时检测蔬菜的生长指标的蔬菜类植物声频产生仪的装置，该装置的电路设计合理，灵敏度高，可以更加准确的捕捉蔬菜的各种生长指标。

本发明的技术方案为：

一种蔬菜类植物声频产生仪的装置，包括：温度传感器、湿度传感器、光敏传感器、时间控制电路、单片机、数码管显示电路、功放模块、扬声器、正弦波转换电路、电源和手动按键电路；由单片机采集温度、时间信息、湿度、光强等信息来控制并输出建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的正弦波频率，从而控制功放发出不同频率的声音。

本发明提供的蔬菜类植物声频产生仪的装置，是建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的音频正弦波，这种音频正弦波是一种能量，它可以被植物匹配吸收，发生谐振，使植物健康的生长发育，促进其光合吸收、运输和转化，起到生长刺激作用，同时，经这种音频正弦波处理后可以降低植物的阻抗，增强其生理活性。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：由单片机采集温度、时间信息、湿度、光强等信息来控制并输出建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的正弦波频率，从而控制功放发出不同频率的声音，并由LED数码显示电路显示。

数据采集系统由温度、时间信息、湿度、光强传感器送出采集到的信号进入微处理器ATmega16L。

本发明的有益效果是：在50Hz-2000Hz音频范围内获取植物的声学特性与植物生长发育之间的关系信息，通过ATmega16L微控制器，使用事先在实验室方法下建立好的各种音频范围内获取植物的声学特性与植物生长发育之间的关系信息校正数学模型就可准确估算出植物的声学特性与植物生长发育之间的关系值。结果一路由LED数码显示电路显示，另一路由功放驱动喇叭发出音频正弦波能量。这就是本发明的理论依据。可以被植物匹配吸收，发生谐振，使植物健康的生长发育，促进其光合吸收、运输和转化，起到生长刺激作用，同时，经这种音频正弦波处理后可以降低植物的阻抗，增强其生理活性。

实际使用时，在50Hz-2000Hz音频范围内获取植物的声学特性与植物生长发育之间的关系信息，通过ATmega16L微控制器，使用事先在实验室方法下建立好的各种音频范围内获取植物的声学特性与植物生长发育之间的关系信息校正数学模型就可准确估算出植物的声学特性与植物生长发育之间的关系值。测量结果由LED数码显示电路显示。

附图说明

图1为本发明的蔬菜类植物声频产生仪工作原理框图。

图2为本发明的蔬菜类植物声频产生仪电路工作原理总图。

附图说明：温度传感器1、湿度传感器2、光敏传感器3、时间控制电路4、单片机5、数码管显示电路6、功放模块7、扬声器8、正弦波转换电路9、电源10、手动按键电路11。

具体实施方式

实施例1、

一种蔬菜类植物声频产生仪，其中：包括：温度传感器1、湿度传感器2、光敏传感器3、时间控制电路4、单片机5、数码管显示电路6、功放模块7、扬声器8、正弦波转换电路9、电源10和手动按键电路11；由单片机采集温度、时间信息、湿度、光强等信息来控制并输出建立在植物的声学特性与植物生长发育之间的关系以及外界因素对其影响的基础上的正弦波频率，从而控制功放发出不同频率的声音，这种音频正弦波是一种能量，它可以被植物匹配吸收，发生谐振，促进其光合作用、运输和转化，可以降低植物的阻抗，增强其生理活性。

实施例2、

一种蔬菜类植物声频产生仪，其中：各元件选型：单片机可以是ATmega16L微控制器，这是采用精减指令集的AVR单片机，自带A/D转换电路及EEPROM存储器；温度传感器可以是DS18B20数字温度传感器，传输距离远精确度高；湿度传感器可以是CHTM-02/NB型；光敏传感器可以用半导体光敏电阻；功放用2030功放模块；A/D转换电路单片机自带；时间控制可以用DS1302芯片，配3.6V可充电电池可在系统掉电的情况下自动走时。

其余同实施例1。

实施例3、

一种蔬菜类植物声频产生仪，其中：包括：温度传感器1、湿度传感器2、光敏传感器3、时间控制电路4、单片机5、数码管显示电路6、功放模块7、扬声器8、正弦波转换电路9、电源10和手动按键电路11；单片机采集温度、时间信息、湿度、光强、植物共振频率等信息来控制所输出的方波频率，从而控制功放发出不同频率的声音。上电后在数码管上交替显示温度，湿度，时间、植物共振频率等信息；当有按键按下时，转到相应的设置，并在数码管上显示出来。

下面以附图2单片机为核心展开详述：

从图2中的单片机左边开始由上而下各引脚功能与其他电路的关系及作用：

单片机11^#、31^#脚接电源地；32^#、30^#、10^#脚接电源正5V。

单片机29^#脚接受温度传感器18B20来的模拟信号；温度传感器18B20的1^#脚接电源正极，2^#脚为数据线，3^#脚接地。单片机接收到温度传感器所采集到的温度信息，单片机的24^#脚会输出不同频率的方波信号。

单片机28^#脚是接受KEY2功能选择按钮来的信号输入端口；

单片机27^#/26^#脚是接受湿度或时间值的加减设定按钮KEY3/KEY4来的信号输入端口；KEY2，KEY3，KEY4为湿度，时间等信息的设置按钮，KEY2为功能选择键，当设置湿度范转时，红色发光二极管点亮，在数码管上的相应位闪烁，表示此位处于设置状态，按KEY3可加闪烁位的值，按KEY4可减闪烁位的值。

单片机25^#脚是输出控制信号，该控制信号经过1K电阻R3到9012三极管，使9012三极管通/断，进而使继电器RLY1通/断，使得功放2030得电工作或断电停止工作。R3，D3，Q1，RLY1组成功放电源控制电路，当单片机25管脚输出低电平时，三极管Q1导通，R3为限流电阻。Q1选用型号为S9012，RLY1为5V的继电器，D3构成继电器线圈的放电回路，防止线圈存储的电荷击穿Q1。

单片机24^#脚是输出方波信号经R12到三极管BC547B的基极，再经R11、R17、C4、C6、R18后到运放LF356的2^#脚，运放6^#输出正弦波并进入功放2030使功放驱动喇叭发声。方波/正弦波转换电路：单片机24管脚输出的方波信号加到三极管Q2的基极，三极管Q2由单片机输出的时钟脉冲控制导通和截止，经运放IC、C6、R17、C4和R18构成的带通滤波和正弦波振荡电路滤除方波中的谐波成分.在IC第⑥脚上输出正弦波信号。由Q8、D5等元件组成的正弦波稳幅电路，用于限制带通滤波。经波形转换电路转换而来的不同频率的正弦信号加到功放模块的输入端，经功率放大后推动扬声器发出不同频率的声音。

单片机22^#脚接红色发光二极管D6，D6亮时表示湿度功能选择按钮在操作。

单片机38^#脚是接受植物共振频率反馈信号的输入端口。

单片机39^#脚是接受湿度传感器来的模拟信号输入端口。湿度传感器，选用型号为CHTM-02/NB的湿度传器模块，红色线接正5V电源，黑色线接地，黄色线为数据线，输出温度信息转换的电压送到单片机39号脚，单片机将湿度传感器传过来的电压信号经内部A/D转换电路转换为数字信号，从面在数码管上显示出湿度信息。

单片机40^#脚是接受光敏电阻来的模拟信号输入端口。光敏电阻RT1采用普通光敏电阻，R24与RT1构成光强采集电路，当光的强度发生强弱变化时RT1上的电压将发生变化，该电压信号传到单片机40号脚，经单片机内部A/D转换电路转换为数字信号后从单片机24号管脚输出按制电压按制功放电源，从而控制晚上不发声。

下面再从图2中的单片机右边由下而上阐述单片机各引脚功能与其他电路的关系及作用：

单片机1^#脚是控制黄色发光二极管D4，D4亮时表示时间功能选择按钮在操作。

单片机2^#、3^#、4^#脚与时钟DS1302模块的7^#、6^#、5^#脚相连。DS1302时钟芯片，BT1，Y1，C7，C8为时钟信息发生电路，Y1，C7，C8为时钟芯片U4的振荡电路，Y1选用32.768K的时钟晶振，C7，C8选用标配的6PF瓷片电容。BT1为3.6V可充电电池，为U4提供主电源掉电的电源。时钟DS1302模块电路的作用是控制单片机的工作时间。

单片机5^#、6^#、7^#、8^#、14^#、15^#、16^#、17^#、18^#、19^#、20^#、21^#脚是控制输出显示电路。数码管DS1，DS2，DS3，DS4；电阻R1，R5，R6，R7，R9，R13，R14，R16，R19，R20，R21，R22，三极管Q3，Q4，Q5，Q6组成显示电路，数码管DS1-DS4选用型号为5011的共阴极数码管，Q3-Q6为数码管位选控制三极管，皆选用型号为9012的PNP型三极管，R19-R22为基极限流电阻，当单片机5，6，7，8管脚输出相应的低电平时即可控制相应三极管导通，即点亮需要点亮的数码管。如当单片机8号管脚输出低电平时，Q3导通，此时第一位数码管相应段上为高电平的那段发光；段发光是由单片机14^#、15^#、16^#、17^#、18^#、19^#、20^#、21^#脚输出控制信号组成需要的数字。其它三个三极管工作原理相同。R4，R5，R6，R7，R9，R13，R14，R16为数码管各段的限流电阻，防止因流过数码管各段的电流过大而烧坏数码管。

单片机9^#脚是与复位电路相连；R1，C2，KEY1组成单片机上电复位及手动复位电路，当需要单片机运行中进行复位时可按KEY1进行手动复位，当上电时，C2两端电压为零，此时单片机9号复位管脚上为低电平，保持单片机些管脚上低电平一个时钟周期即1US则单片机产生复位。

单片机12^#、13^#脚是与本机时钟信号发生电路相连；XT1，C1，C3组成单片机时钟信号发生电路，XT1选用振荡频率为8M的时英晶体振荡器，C1，C3为22PF的瓷片电容，此电容可帮助振荡电路更快起振，达到稳定的振荡频率。

其余同实施1。