張奕超　周紅　王宏坡

摘 要：植物音頻處理技術(shù)是結(jié)合植物學(xué)和現(xiàn)代音頻學(xué)的一門新的科學(xué)，如同對(duì)胎兒進(jìn)行胎教，研究表明，植物也有類似于人體的感官組織，根據(jù)植物所處環(huán)境對(duì)植物播放適當(dāng)?shù)囊纛l能夠有效地改善植物的生長(zhǎng)狀況，文章也是基于此，設(shè)計(jì)了一套能夠?qū)崟r(shí)獲取植物所處環(huán)境的溫度和濕度等信息，從而根據(jù)外界環(huán)境的不同自動(dòng)從音頻庫(kù)中提取適當(dāng)?shù)囊纛l自動(dòng)播放。另外，由于植物往往所處室外，供電是一個(gè)問(wèn)題，為此，在本設(shè)計(jì)中提供了太陽(yáng)能電路供電。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；植物音頻促長(zhǎng)儀；研究；設(shè)計(jì)

1 裝置的設(shè)計(jì)和基本組成

1.1 基本組成

該太陽(yáng)能促長(zhǎng)儀采用STC89C52作為其MCU控制中心模塊，由SD卡/USB作為其音頻MP3的數(shù)據(jù)源模塊，MP3解碼模塊用于解析數(shù)據(jù)，揚(yáng)聲器作為播放音頻模塊，溫濕度模塊，無(wú)線遙控模塊，如圖1所示。

1.2 各模塊功能介紹

（1）單片機(jī)MCU模塊，作為主控CPU使用，為整個(gè)植物音頻促長(zhǎng)儀的核心，負(fù)責(zé)植物周圍環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，同時(shí)根據(jù)環(huán)境的不同調(diào)取存儲(chǔ)在SD卡或USB中的相應(yīng)音頻用于播放，另外，為方便遠(yuǎn)程操作，MCU模塊還負(fù)責(zé)無(wú)線遙控的解碼工作。

（2）溫濕度監(jiān)測(cè)模塊，作為監(jiān)測(cè)植物周圍的溫度和濕度環(huán)境適應(yīng)，兩個(gè)模塊都采用三線制的串行數(shù)據(jù)傳輸，將溫度傳感器和濕度傳感器所監(jiān)測(cè)到的環(huán)境值傳輸?shù)組CU單片機(jī)模塊中。

（3）SD卡/USB模塊，作為植物音頻的數(shù)據(jù)源存放單元，在該單元中按線性順序存放有適合不同溫度和濕度情況下的不同音頻，以便于單片機(jī)MCU模塊很方便地讀取到適當(dāng)?shù)囊纛l數(shù)據(jù)。

（4）無(wú)線遙控模塊，作為適合于遠(yuǎn)程控制的單元使用，該單元采用紅外方式進(jìn)行控制，紅外的編碼通過(guò)自定義的編碼進(jìn)行，這樣即使在同一個(gè)區(qū)域有多個(gè)音頻設(shè)備也能夠唯一地控制對(duì)應(yīng)的設(shè)備，并不會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_。

（5）太陽(yáng)能電路模塊，作為系統(tǒng)的供電模塊使用，它針對(duì)植物地處室外，甚至是野外而供電不方便的情況，采用太陽(yáng)能電路和對(duì)應(yīng)的蓄電池，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而給整個(gè)系統(tǒng)供電。

（6）MP3解碼模塊，作為系統(tǒng)音頻解析模塊使用，由于單片機(jī)MCU模塊不能夠直接解析MP3格式的音頻數(shù)據(jù)，需要額外的MP3解碼芯片，所以在MP3模塊中存在有一個(gè)專門用于解析音頻數(shù)據(jù)的芯片，通過(guò)該芯片能夠?qū)P3格式的數(shù)據(jù)解析成能夠供單片機(jī)及揚(yáng)聲器所能識(shí)別的格式。

（7）揚(yáng)聲器模塊，作為系統(tǒng)的播放模塊使用，它將MP3解析模塊輸出的音頻轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的聲音，進(jìn)而可以通過(guò)動(dòng)圈式揚(yáng)聲器播放出來(lái)。

2 應(yīng)用舉例

為了測(cè)試該太陽(yáng)能植物音頻促長(zhǎng)儀的使用效果，在天津農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)田進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試時(shí)在兩個(gè)不同的試驗(yàn)田中進(jìn)行，其中一塊試驗(yàn)田安裝有植物音頻促長(zhǎng)儀，另外一塊試驗(yàn)田則沒(méi)有安裝。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多月的測(cè)試，結(jié)果表明該植物音頻促長(zhǎng)儀對(duì)植物的生長(zhǎng)都有明顯的促進(jìn)作用，如圖2所示。

參考文獻(xiàn)

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[3]周紅，王宏坡.基于WebGIS的大豆栽培決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，42（6）：175-177.