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微型植物工廠的植物從營養(yǎng)液吸取植物生長所必需的養(yǎng)分，植物的根系均浸泡于營養(yǎng)液中，營養(yǎng)液的溫度、液位、流速和pH值均影響著植物的生長發(fā)育。該系統(tǒng)放置3個溫度傳感器，分別置于入水管、出水管、營養(yǎng)缸中心；培養(yǎng)缸兩側(cè)各放置1個液位傳感器；入水管、出水管附近各放置1個流速計；培養(yǎng)缸中心放置1個pH值傳感器[6]（見圖2）。STM32單片機通過傳感器感知營養(yǎng)液的溫度、液位和流速及pH值，并對植物工廠的環(huán)境信息進行分析與處理，然后通過控制加熱器和制冷器的開閉來節(jié)營養(yǎng)液的溫度，通過輸出占空比的PWM波給直流電機驅(qū)動以控制出、入水管處的水泵的轉(zhuǎn)速來控制營養(yǎng)液的液位及流速，實現(xiàn)營養(yǎng)液的循環(huán)流動。同時STM32單片機向步進電機發(fā)送頻率的脈沖控制蠕動泵的運動，向營養(yǎng)液滴加微量的酸堿液控系統(tǒng)pH值。本系統(tǒng)采用非接觸式超聲波液位測量裝置測量液面度，具有體積小、精度、安裝便捷、成本低廉等特點，且不受營養(yǎng)液酸堿度的影響。 STM32單片機控制超聲波測量電路發(fā)射一脈沖信號，同時STM32內(nèi)部計數(shù)器開始計數(shù)，直到超聲波測量電路接收到反射脈沖引起單片機外部中斷，同時單片機內(nèi)部計數(shù)器停止計數(shù)[7]。計數(shù)器的計數(shù)時間即是超聲波在空氣中的往返時間。利用STM32內(nèi)部計數(shù)器的計數(shù)值與頻率的關系即可計算出超聲波度離液面的距離，進而利用超聲波度值即可得到液面度，測量電路見第72頁圖4。液面度的計算公式為

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