本实用新型涉及一种基本电子电路范畴的监测和控制系统的农用多功能电子自控监测仪，它包括如下几个结构特征：

1.全自动化数字式显示电路设计，选用了双积分A／D转换大规模集成电路DPM7117。它可将各种传感器送来的模拟信号转换成数字信号，经译码可直观的显示出温度、湿度和照度的监测数据，便于观察记载。

2.温度、湿度和光照自动控制监测系统电路设计，采用的是8路数字电子自动转换电路，对温度、湿度、光照分别进行采样，利用模数转换集成电路进行监测，采用运算放大集成电路进行控制。

3.在仪器传感器的选择上：用半导体b－e结做温度传感器，代替热敏电阻，提高了对温度的测定精度。

4.将单功能测控仪器改为多功能全自动控制监测仪器，实现了一机多用，用一台代替六台单机完成对温度、湿度、光照、空气、自动浇水、最高及最低温度报警的自动控制监测。

电子自动化技术在国际上已广泛应用于国民经济的各个领域，在国内工业生产中应用较为普通。在农业上，目前主要应用于农业科学研究的测试和集约化生产程度较高的各类蔬菜、花卉、苗木等作物的育苗及温室、塑料大棚生产上。目前，国内农业生产上使用的多数监测仪器是单一功能的，因而监控单一的效果是良好的，例如北京关西 控温设备厂生产的JA－Z型控温仪能单独对温度进行控制；又例如银川电表厂生产的XTT－1型测温仪能单独将所测温度用指针显示出来；又如江苏沛县光电仪器厂生产的ZD－Ⅲ型照度监测仪能单独监测照度，並用指针显示照度数值。以上三种单功能的控温、测温及照度监控和监测仪器都具有良好的单一功能。而在农业上，不但需要对温度、照度进行监控，还需要对湿度监测和控制、以及对高低温报警、自动定时补光、循环通风和土壤湿度等都需要监控，因此得需要若干个单一功能的监控、监测仪；既便采用若干个仪器也不能解决各仪器间互相配合並达到自动化监控各种功能的目的。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、功能齐全、自动化程度高，适合农村推广应用的农用多功能电子自控监测仪。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》发明的目的可以通过以下措施来达到：一组自动监测、自动控制和数字显示电路三大系统，同时具有对温度、湿度、光照、通风、换气、温度报警、浇水等项指标性能的自动监测控制装置。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》发明的目的还可以通过以下措施来达到：1.监测和控制系统电路用模数转换集成块进行监测，用运算放大集成块进行控制，並同时对温度、湿度、光照等完成 8路全部自动化监测和控制。

2.温度传感器系将半导体三极管的C－b极连起来，利用b－e结作温度传感器。

3.湿度传感器用M01－B型湿敏电阻並联一只6.4K电阻作为湿度传感器。

4.自动补光的电路设计系统，它由大规模集成块（mm5456）、5G28、C31、BG28、D40等组成，並选用硅光电池。

5.循环定时通风电路设计及装置，它由W24、R103、C41、BG24、BG25、BG26等组成，带动通风机运转，並可根据所需的间隔时间任意调整。

6.全自动化数字显示电路设计系统，其装置中的双积分A／D转换大规模集成电路DPM7117，使各种传感器送来的模拟信号，经译码后直观的显示出温度、湿度和照度的监测数据。

7.高低温报警电路的设计系统，它是由C036与非门逻辑电路构成窗口电路。

8.自动浇水电路的设计系统，它由探测头A、B和BG22、BG23、BG27、J18等所组成，通过控制电磁阀实现自动浇水。

附图的图面说明如下：

图1为电路工作原理框图，它包括温度、湿度、光照度传感器，补 偿线性调整电路；8路模拟信号输入选择器；A／D转换；电压比较；监测数示化显示；高低温报警；同步选择时钟脉冲；循环定时；数字电子钟补光定时及8路输出控制选择器等。

图2为电路原理图：

1.温度控制：Rt1是温度控制传感器，将它接在电桥的一个臂上，当温度升高时，Rt1阻值减小，使比较器A反项端输入电压降低，当它的电压绝对值低于同相端电压值（同相端电压值通过调整W1确定，故控温点是任意可调的）时，A输出高电位，BG15导通，J1吸合，加温线开始加温，反之，A输出低电位，BG15截止，J1断开，停止加温，其它各路的控温原理相同。

2.湿度控制：R31为湿敏电阻，环境湿度较低时，R31的阻值很大，流过R33、W5的电流很小，加在比较器A的反向端电压就低，反向端电压低于同相端电压时（同相端电压是由W6调定，因此，湿度的控制点也是任意可调的），A输出高电压BG19导通，J5吸合，电炉升温，水蒸汽蒸发导致湿度增大，反之，J5释放水量蒸发减少，这样反复地工作就可以使环境湿度控制在预先调定的范围之内。

需要指出的是：各种温度、湿度传感器的输入信号是通过8路电子开关按一定的时序周期送到比较器A的输入端，与此同时输出端也是通过8路电子开关，按照相同的时序转送到各个对应的输出控制电 路中去。在任一时刻输入和输出都是同步对应的。这样只需要一个比较器，就可完成8路的温、湿度控制。並且用同一个8路电子开关完成了温、湿、光监测输入转换功能。从图2中可以看出，输出控制电路中晶体三极管的基极上都接有一个电容，如C15。它是起到保持电路的作用。例如：在某一个脉冲来到时，使J8（1－3）接通，这个输出电路就和比较器A输出端接通。假如此刻A输出高电平，使BG15导通，J1吸合，同时对C15充电，C15两端电压升高。第二个脉冲到来时，J8（1－3）断开，使BG15的基极悬空。C15保持电压维持BG15导通，J1保持吸合，由此达到了在非采样时间内保持原来的输出状态。

BG3－BG6是监测温度传感器，为了使它们能在较大的温差内稳定工作，由BG1和BG2构成一个恒流源，提供BG3－BG6稳定的工作电流，补偿温度变化的影响，使监测精度提高。

湿度的监测信号是分别从各个湿控电路中的W5、W8、W11取出，它们随同各路温度监测信号和光照信号一同经8路电子转换开关，按时序送入DPM7117进行制动数字显示。图2中，C8和R69为外接移相电路，它与DPM7117内部电路组成一个环形振荡器，提供双积分时钟信号。W15分得的电压送DPM7117的参考端（36脚），从而提供一个基准电压。C9是基准电容。C12、R70与DPM7117内部 电路构成积分电路。C11是自动稳零电容，用以每次取样测量之间进行自动校零，从而保证了测量精度。

C036、CD4040和CD4022与74LS240组成8路电子自动选择开关电路，CD4040是12极二进制计数器，为了简化电路，时钟信号直接取市频50HZ，由CD4040进行192分频，对应二进制数为（11000000）2，故只需要二输入与非门就可以完成对（11000000）2的译码，得到每192个脉冲输出1个脉冲送CD4022的14脚。CD4022是八位计数器，当第一个时钟脉冲到来时，CD4022的2脚输出高电平，其余7个脚为低电平，当第二个时钟脉冲到来时，使CD4022的一脚输出高电平，其它7个脚为低电平依此类推，到第八个时钟脉冲到来时，使4022的10脚输出高电平，其它7脚为低电平，同时使CD4022的15脚置零，使第九个脉冲到来时，CD4022又反回2脚输出高电平，如此循环下去。只要给CD4040输入一个持续的时钟，就可使CD4022输出一个8路自动循环转换装置，用此完成8路的自动控制和监测系统。74LS240是八位驱动器，它随CD4022同步变化，用此扩大负载。如要增加温度、湿度、光照度的控制监测点，可选用10路、14路或16路电子开关电路。

图3为电路原理图：

3.自动补光电路的控制：大规模集成块（mm5456）构成了能自 动定时的数字电子钟，市频50HZ交流电经R107注入MM5456的18脚，作为MM5456的时钟信号，经整形分频后，得到的标准信号，只要准确的将每个脉冲记录下来並累加，经过译码驱动器推动数字显示器，就可指出时间，并按预定（24小时内任何一时刻）的时间开启补光电路，由于MM5456的最长延时时间为60分钟，不能满足补光的需要，因此由5C28和C31、BG28、D40构成了长时间延时电路，使MM5456的延时时间扩展到4小时，並且在0～4小时内任意可调。图3中C31的值决定于延时的长短。

4.高低温报警电路由Rt5和C036组成，当温室温度低于下限值时，传感器Rt5阻值增加，使α点电压uα大于门1输入端的阀值电压Vt1门1端出端为低电平，使门2输出为高电平，这是由门3、门4组成多谐振荡电路开始振荡，HTD发出报警。当温室温度高于上限值时，b点电位ub小于门2阀值电压uT2，也可使门2输出高电平，HTD发出报警。调整W20、W21可改变上下限报警温度。

5.自动浇水电路是通过探测头A、B，测土壤的导电率来实现对电磁阀控制的，交流电压经电阻加到BG23的发射结，调节W22，改变加到控头两端的电压。对很干的土壤应调到使探头两端电压为0.65V，且在交变电压的正峰值时BG22导通。BG22导通时C36通过它对地放电BG23和BG27导通，并使J18闭合，接通水泵随着水渗入 水中，探头两端的电压下降，当低于BG22的VBE时，电源通过R97、R98、R99对C36充电，BG23、BG27截止J18断开停止浇水。

6.自动循环通风电路的原理是W24、R103、J19（1－2）给C41充电，随着时间的推延C41电位逐渐升高，当C41正电位上升到大于D51的稳压值，BG25、BG24复合管导通，J19得电后，J19（2－1）闭合，通风机运转，与此同时J19由1位切换到2位，由于C51的作用，使复合管仍保持导通，维持一段时间后，C51的电压逐渐减小，使复合管截止，J19断电，通风机停止运转，同时J19由2位回到1位，电源又给C51充电重复上述过程，调整W24可改变定时循环时间。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》主要的技术指标：

1.监测系统：

测量范围：

温度（四路）  －50～＋50℃  精确度±0.5℃

湿度（三路）  60～100％  精确度±3.5％

照度（一路）  0～150000Lux  精确度±5％Lux

取样监测温度、湿度、照度信号间隔时间为3.2秒。

2.自动控制系统：

控制范围：

温度（四路）  10～40℃  精确度±2℃

湿度（三路）  70～98％  精确度±5％

3.自动定时补光电路：

予置调定范围1分～4小时，误差±5分。

4.高低温报警：

调定范围：上限25～45℃；下限0～25℃。

5.自动浇水：调定范围根据土壤成份调定。

6.自动定时循环通风时间范围：停30～60分，开1～20分。

7.自动控制继电器J1～J7，J17～J19输出，其触点可带动∽220V5A的负载。

8.电源电压∽220V，50HZ，平均耗电小于10W，交流电压在250V～180V范围内能正常工作。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》的使用方法：

1.将传感器讯号输出端与本仪器讯号输入端插座相连。

2.电源插头插入220V交流电源，将电源开关按下。

3.将数字钟调到真实时间，调整方法按真实时间调定健和快慢健，调准真实时间。按补光健和快慢健调整补光时间。

4.根据控制的需要，调整1－4温控旋扭，5－7湿控旋扭至所需的控制值上。

5.将高低温报警旋扭调至限定的范围之内。

6.土壤湿度调定范围是根据土壤成份而定。用土壤水份测定仪测出土壤的含水量，然后调整仪器土壤调定旋扭，调在所需的对应刻度上。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》先后分别在包头市效区良种场、内蒙古一机厂、蔬菜队、包头市蔬菜公司冷藏科研室、包头市农科所和包头市农业技术推广站等单位进行了工厂化育苗，电热线阳畦育苗，蔬菜冷藏保鲜、滴灌等方面的应用试验，结果证明本仪器的优点是功能齐全、结构简单、操作方便、性能稳定、成本低廉、一机多用，可同时完成对温度、湿度、光照、最高最低温度报警、自动浇水、通风换气等六项指标的自动控制监测，本仪器可广泛应用于蔬菜、花卉、苗木的工厂化育苗，实现自动化管理。

本实用新型《农用多功能电子自控监测仪》输出保持电路都是用电容完成的。也可用微机电路中的移位寄存器，减小体积，保持时间不受限制，並使输出实现无触转换。也可选用高集成度集成电路，使监测时钟定时，比较器同用一块大规模集成电路来完成。