- 课题背景
光是植物生长发育的基本因素之一，光质对植物生长形态建成、光着作用、物质代谢均有调控作用［1］。所以实时监控光照强度是很有必要的，这有利于植物的生长。传统的光照传感器主要采用光敏电阳，光敏电阻的光电流与光照度之间的关系称为光电特性: 光敏电阻的光电特性呈非线性.因此不适宜作检测原件，在自动控制中它常被用作开关式光电传感器。光敏电阻需要用（A/I）转换器将其信号转换为数字信号，电路复杂.费用高。而且，光敏电阻进行光强度采集不够理想光敏电阳进行光强世采采不够理想。针对光敏电阻的诸多缺点.提出了一种利用16位高精度数字光强度传感器RHI750FVI进行光强度检测仪的没计方案,利用IC总线接口数字型光强度传感器，可以避免A/D转换系统带来的误差，可在NOKIA5110 液晶显示器上进行测量数值的显示。该系统具有光强度采集精度较高、实时型较强等优点，并且电路故计较为简单,容易实现上集成［7］。对于本毕业设计，我打算采用RH1750FVI进行，它可以探测较大的光强度变化，这样有利于我们对光照强度进行检测。通过RH1750FVI为基础来进行植物光照强度采集。
- 国内外研究现状
作为世界第一农业大国，我国对于温室光照控制技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温室控制技术的基础上，才掌握了人工气候室内微机控制技术，该技术仅限于光照、温湿度和CO2浓度等单项环境因子的控制。之后，我国的温室控制技术得到了迅速发展。20世纪80年代，我国先后从欧美和日本等发达国家引进了21.2hm2连栋温室。由于当时只注重引进温室设备，而忽略了温室的管理技术和裁培技术，且引进的温室能耗过高，致使企业相继亏损或停产。90年代初，我国大型温室跌入了发展的低谷。“九五”初期，以进口以色列温室技术为代表的北京中以示范农场的建立，拉开了我国第二次学习和引进国外现代温室技术的序幕。到90年代中后期，在对国外温室设备配置、温室栽培品种、栽培技术等各个方面进行研究的基础上，我因自主开发了一些研究性质的环境控制系统。1995 年,北京农业大学研制成功了'WJG-1型实验温室环境监控计算机管理系统”，此系统属于小型分布式数据采集控制系统，包含了对温室光照、温湿度、灌溉等子系统。1996年,江苏理工大学毛罕平等研制成功了使用工控机进行管理的植物工厂系统。该系统能对温度、光照、CO2浓度、营养液和施肥等进行综合控制,是目前国产化温室控制技术比较典型的研究成果。中国农业机械化科学研究院研制成功了新型智能温室系统。该系统由大棚本体及通风降温系统、太阳能贮存系统、燃油热风加热系统、灌溉系统、计算机环境参数测控系统等组成。1997年以来，中国农业大学在温室环境的自动控制技术方面也取得了一定的成果。90年代末，河北职业技术师范学院的闰忠文研制了一体化蔬菜大棚监控系统，其能够对其光照、温湿度进行实时测量与控制。但由于我国农业现代化水平较低，农业生产有机程度相对较低，成型实用的相关配套技术较少温室的一次性投资大，以及对操作人员的素质要求比较高等因素，限制了温室控制技术(特别是光照控制技术) 在我因现代农业中的发展［8、9、12］ 邹江涛，余刚，黄建清，高家宝，李新春，他们的设计都是运用了单片机为核心，运用光照传感器模块来进行监测，再利用显示系统显示。朱丹，李玉婷，刘振宇，刘翠翠，郭俊杰，张晓杰等通过设计LED植物生长灯系统，采用恒流驱动，以单片机为控制器，通过对环境中红光和蓝光强度的采样，满足植物对照的光谱，能够达到节能的好处。还有一种是温室大棚设计也是通过单片机为基础进行各个方面的监测与管理，再通过无线传输数据进行记录。嵌入式农业智能视觉监控系统是通过摄像头对植物进行实时采集监控，并且将植物生长信息传输到处理器，在运用算法对叶片进行样本训练，建立叶片识别分类器，其识别的结果和植物生长视频都可以通过机位界面进行查看。这种方法可以大大减少人力，提高植物质量。这几类都是通过不同的方法对植物进行监测，都是为了好好地管理植物的生长。国外对植物光照强度监测技术研究较早，都已经进入智能化控制，在配套监测系统软件平台及相关设备进行系统的管理，极大程度弥补了自己国家农业资源、气候环境和基本国情先天不足［11、12］。
- 主要研究内容
1.光强度传感器BH1750FVI是日本RHOM株式会社近年退出的一种两线式串行总线接口集成电路，可以根据收集的光线强度数据来进行环境监测，其具有1~~~6.535lx的高分辨率，可支持较大的光照强度变化。
2.通过NOLIA5110液晶显示屏显示数据，该显示屏可以显示15个汉子、30个字符，仅需4根I/O数据线，其工作电压为3.3V。NOKIA5110可以使用没有MISO只有MOSI的SPI协议，可以利用硬件SPI，但通常需要软件程序模拟即可，数据传输需要严格按照手册中串行接口时序图编写，并且其运行速度非常快，更利于数据的准确性。
3.利用BH1750FVI和NOLIA5110液晶显示器进行系统设计，其中NOLIA5119需要使用5个I/O口，RST复位端、SCE芯片使能端、DC模式选择端、DIN数据线、CLK时钟线分别街道单片机的P2.1~P2.5口。由于BH1750FVI使用低电压3.3V,而传统单片机使用的是5V电压，故需要一个3.3V电源芯片662k输出稳定的3.3V电压，BH1750FVI光强度传感器的ADDR端口接地，另需使用两个I/O接口，其中时钟端SCL，数据端SDA分别外街道单片机的P3.1和P3.2［7］。
参考文献
[1]宋庆安，童方平等.光胁迫下欧洲英蒾的光合生理状态特性[j].中国农学通报，2008,24（5）：166-170.
[2]刘博. 基于BH1750光照强度数据采集系统的设计[J]. 河南科技, 2016(13):27-28.
[3]杨硕. 基于无线传感器网络的温室植物生长光照强度监控系统的研究[D]. 重庆大学, 2009.
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