植物音频促长仪的设计和开发①
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生 态 与 农 业
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ： ａ ｌ ｄ
植 物 音 频促 长仪 的设 计 和 开 发 ①
周 红 张奕超 王宏坡 （ 天津农学 院计算机 科学 与信息 工程学院 天津
通过Ｓ Ｄ卡 ／Ｕ盘 接 口读 取存 储 在 ｓＤ插 卡 或 Ｕ盘 上 的ＭＰ３ 格 式 的 音 频 数据 ， 然后 单 片 机
的Ｍ Ｐ ３ 模块 将Ｍ Ｐ ３ 格 式 的音 频 进 行 解 码 ，
转 变为可 以 播 放 的声 音 ， 而 后 将解 码 后 的 数 据 送 入功 率 放 大 器模 块 ， 最后 经 动 圈扬声 器 将 音频 播 出 。 音 量 的大 小 用 户可 以 通 过 调 整 功 率放 大 器的 功率 放 大 按 钮 进行 调 整 ， 从 而
关键词 ： 音频促长 单片机 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ９ １ ８ 植物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文献标识码 ： Ａ
文章 编号： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ （ ｃ ） － ０ ０ ６ ９ — ０ １
１ 装 置 的基 本 组 成 和 工作 原 理
１ ． １ 基 本 组 成
摘
３ ０ ０ ３ ８ ４ ）
要 ：当前钟对通过 声音崩激植物生长已成为热门话题 ， 实验表明， 一 些针对植物的特殊 音乐或者通 过特殊设备产生的特殊音频会对植物的
生长发育具有一定的影响。 糟理粳业的一个重要技术 方面 就是通 过声音刺激植物生长技 术， 斌技术也 是发展物理科技农业的重要技术之一。 该 文在已有专利的基 础上 ， 对植物音频发生器原理和效果进行了 说明和介 绍， 并在蔬幕 瓜 果等不同的植物上进行 了 实验 ， 实验结果表明， 植物音 频促长仪通过特殊的音频不仅具有促长和增产， 而且设备成本低 ， 易于推广ａ
该 植物音 频促 长仪 通过 微 控制 器
ＡＴ８ ９ Ｃ５ １ ＳＮＤ１ Ｃ单 片 机 作为 控 制 核 心 ， 此 外 还 有可 以插 入Ｕ盘 的ＭＰ３ 模块、 有 功 率放 大模 块、 有交流 ２ ２ ０ Ｖ转 换 为 直 流 １ ２ Ｖ电 压 的 电源 转 换 模 块 、 还 有 用 于 调 整 音 量 的 模 块 和 扬 声器 模 块 等 组 成 ， 如 图１ 所示。 ｔ ． ２ 各 部分 的功 能 （ １ ） 单 片机微 控制 器模块 ： 该 模 块 采 用 了 内 部 含 有 Ｍ Ｐ ３解 码 器 的 作 为 ＡＴ８ ９ Ｃ５ １ Ｓ ＮＤｌ Ｃ单 片 机 作 为控 制核 心 ， 通 过 它 完 成 对 植 物 声 音 的读 取 ， 存 放 以 及 播 放， 从 而 减 少 单 独 设 计ＭＰ３ 音 频处 理模 块 ， 进而 降低了成 本。
但 在 植 物 音 频 促长 仪 中的 很 多模 块 都 是 使 用直 流 电 ， 因此 通 过 该 模 块 完 成 从 交 流 电 ２ ２ ０ Ｖ向直 流 电 转 换 ， 所 转 换 过 来 的 直 流 电 压有 ５ Ｖ的用 于 供 给 控 制芯 片 等， 还有１ ２ Ｖ电 压， 用于音频模块 ， 当 然 如 果 未 来 有些 模 块 需要 其 他 直流 电压 ， 也要 通 过 该模 块 进 行。 （ ６ ） 音量调节器器模块 ： 该 模 块 通 过 调
整按钮， 用 于 改 变音 频 的输 出 功率 ， 从 而 达 使 声音 能 够 播 放 到所 需 覆 盖 的区域 。 到调 整 音 频 促长 仪音 量 的 作用 。 （ ７ ） 扬声 器模 块 ： 该 模 块 主要 由几 个动 圈 ３ 应 用举 例
式 扬声 器组 成 ， 用于 将植 物 音 频 促长 仪 生 成 本 植 物 音 频 促 长 仪 在 多种 不 同 的 植 物 的特 殊 音 频 信号 转 化 为声音 并 播 放 出去 上 进行 了测验 ， 测试表 明， 该设备对植 物的生长 和 产量 都 有 提 高。 测 试 是严 格 按着 对 比试 验 的 方法 进行， 即在 同一块 土 地 上， 使 用同样 的 ２ 工作 原理 该 植 物 促 长 仪 主 要 应 用 了 目前 比 较 普 植物 ， 一块 土 地使用 植物 音频 促长 仪， 一块 土 及的具有的Ｓ Ｄ插卡 接 １ ： ３ 及Ｕ盘 接 口的 ＭＰ３ 地 不适 用植物 音频 促 长仪 。 此外 ， 为了更具 体 模 块 和 环境 监 控 及 定时 模 块 ， 设 备工 作的 原 看 出差 异， 对 两块土 地上 的植物 分不 同时期 进 理 如下 所 示 。 行测 量， 尤其是高度 ， 分了两个不 同时期 进行测 植 物 音 频 促 长 仪具 有 自动 和 手 动 两 种 量 ， 具体见 表ｌ ， 通 过所产生 的结 果可以明显看 方式， 如果 在手 动 方 式 下 ， 则设 备 的 开启 与 到植物音 频促长仪 的效果 。 关闭完全取决于操作者； 在 自动 方 式 下 ， 通 过一 个 定 时 器 ， 将 设 备设 定 在 固定 的 时 间段 ４ 结 语 进 行 自动 开 启 和 关 闭 。 无论何种方 式， 当开 当前 ， 农 业 逐 步 向生 态 农 业 方 向发 展 ， 启 电源 时 ， 用 于外 接 的２ ２ ０ Ｖ交 流 电进 入 电 而 要 实 现 生 态 农 业 其 中 的一 个 重要 方面 就 源转换模块 ， 该 模块将交流电转换为５ Ｖ和 是 发 展 物 理 农 业 ， 植 物 音 频 促 长 仪 就 是 将 １ ２ Ｖ两 种 直 流 电源 ， 其 中５ Ｖ用 于供 给单 片 物 理 原 理 应 用 到 农 业 的 一 个典 型 案 例 ， 并 机 及 周边 芯片 供 电 ， 而１ ２ Ｖ的直 流 电为 音 频 且 通 过 将 该设 备 应 用 到 农 业 中 ， 经 试 验 表 相关模 块供 电电源。 当所有设备都 接通 电 明， 该 设 备 能 够 对 植 物 的 生 长 过 程 产生 刺 源后， 单片 机 控 制 模 块 就 根 据 程 序 指 令 自动 激 ， 从而达 到增产效 果， 此外 ， 该 设 备 由于
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植 物 音 频促 长仪 的设 计 和 开 发 ①
周 红 张奕超 王宏坡 （ 天津农学 院计算机 科学 与信息 工程学院 天津
通过Ｓ Ｄ卡 ／Ｕ盘 接 口读 取存 储 在 ｓＤ插 卡 或 Ｕ盘 上 的ＭＰ３ 格 式 的 音 频 数据 ， 然后 单 片 机
的Ｍ Ｐ ３ 模块 将Ｍ Ｐ ３ 格 式 的音 频 进 行 解 码 ，
转 变为可 以 播 放 的声 音 ， 而 后 将解 码 后 的 数 据 送 入功 率 放 大 器模 块 ， 最后 经 动 圈扬声 器 将 音频 播 出 。 音 量 的大 小 用 户可 以 通 过 调 整 功 率放 大 器的 功率 放 大 按 钮 进行 调 整 ， 从 而
关键词 ： 音频促长 单片机 中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ９ １ ８ 植物
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文献标识码 ： Ａ
文章 编号： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ （ ｃ ） － ０ ０ ６ ９ — ０ １
１ 装 置 的基 本 组 成 和 工作 原 理
１ ． １ 基 本 组 成
摘
３ ０ ０ ３ ８ ４ ）
要 ：当前钟对通过 声音崩激植物生长已成为热门话题 ， 实验表明， 一 些针对植物的特殊 音乐或者通 过特殊设备产生的特殊音频会对植物的
生长发育具有一定的影响。 糟理粳业的一个重要技术 方面 就是通 过声音刺激植物生长技 术， 斌技术也 是发展物理科技农业的重要技术之一。 该 文在已有专利的基 础上 ， 对植物音频发生器原理和效果进行了 说明和介 绍， 并在蔬幕 瓜 果等不同的植物上进行 了 实验 ， 实验结果表明， 植物音 频促长仪通过特殊的音频不仅具有促长和增产， 而且设备成本低 ， 易于推广ａ
该 植物音 频促 长仪 通过 微 控制 器
ＡＴ８ ９ Ｃ５ １ ＳＮＤ１ Ｃ单 片 机 作为 控 制 核 心 ， 此 外 还 有可 以插 入Ｕ盘 的ＭＰ３ 模块、 有 功 率放 大模 块、 有交流 ２ ２ ０ Ｖ转 换 为 直 流 １ ２ Ｖ电 压 的 电源 转 换 模 块 、 还 有 用 于 调 整 音 量 的 模 块 和 扬 声器 模 块 等 组 成 ， 如 图１ 所示。 ｔ ． ２ 各 部分 的功 能 （ １ ） 单 片机微 控制 器模块 ： 该 模 块 采 用 了 内 部 含 有 Ｍ Ｐ ３解 码 器 的 作 为 ＡＴ８ ９ Ｃ５ １ Ｓ ＮＤｌ Ｃ单 片 机 作 为控 制核 心 ， 通 过 它 完 成 对 植 物 声 音 的读 取 ， 存 放 以 及 播 放， 从 而 减 少 单 独 设 计ＭＰ３ 音 频处 理模 块 ， 进而 降低了成 本。
但 在 植 物 音 频 促长 仪 中的 很 多模 块 都 是 使 用直 流 电 ， 因此 通 过 该 模 块 完 成 从 交 流 电 ２ ２ ０ Ｖ向直 流 电 转 换 ， 所 转 换 过 来 的 直 流 电 压有 ５ Ｖ的用 于 供 给 控 制芯 片 等， 还有１ ２ Ｖ电 压， 用于音频模块 ， 当 然 如 果 未 来 有些 模 块 需要 其 他 直流 电压 ， 也要 通 过 该模 块 进 行。 （ ６ ） 音量调节器器模块 ： 该 模 块 通 过 调
整按钮， 用 于 改 变音 频 的输 出 功率 ， 从 而 达 使 声音 能 够 播 放 到所 需 覆 盖 的区域 。 到调 整 音 频 促长 仪音 量 的 作用 。 （ ７ ） 扬声 器模 块 ： 该 模 块 主要 由几 个动 圈 ３ 应 用举 例
式 扬声 器组 成 ， 用于 将植 物 音 频 促长 仪 生 成 本 植 物 音 频 促 长 仪 在 多种 不 同 的 植 物 的特 殊 音 频 信号 转 化 为声音 并 播 放 出去 上 进行 了测验 ， 测试表 明， 该设备对植 物的生长 和 产量 都 有 提 高。 测 试 是严 格 按着 对 比试 验 的 方法 进行， 即在 同一块 土 地 上， 使 用同样 的 ２ 工作 原理 该 植 物 促 长 仪 主 要 应 用 了 目前 比 较 普 植物 ， 一块 土 地使用 植物 音频 促长 仪， 一块 土 及的具有的Ｓ Ｄ插卡 接 １ ： ３ 及Ｕ盘 接 口的 ＭＰ３ 地 不适 用植物 音频 促 长仪 。 此外 ， 为了更具 体 模 块 和 环境 监 控 及 定时 模 块 ， 设 备工 作的 原 看 出差 异， 对 两块土 地上 的植物 分不 同时期 进 理 如下 所 示 。 行测 量， 尤其是高度 ， 分了两个不 同时期 进行测 植 物 音 频 促 长 仪具 有 自动 和 手 动 两 种 量 ， 具体见 表ｌ ， 通 过所产生 的结 果可以明显看 方式， 如果 在手 动 方 式 下 ， 则设 备 的 开启 与 到植物音 频促长仪 的效果 。 关闭完全取决于操作者； 在 自动 方 式 下 ， 通 过一 个 定 时 器 ， 将 设 备设 定 在 固定 的 时 间段 ４ 结 语 进 行 自动 开 启 和 关 闭 。 无论何种方 式， 当开 当前 ， 农 业 逐 步 向生 态 农 业 方 向发 展 ， 启 电源 时 ， 用 于外 接 的２ ２ ０ Ｖ交 流 电进 入 电 而 要 实 现 生 态 农 业 其 中 的一 个 重要 方面 就 源转换模块 ， 该 模块将交流电转换为５ Ｖ和 是 发 展 物 理 农 业 ， 植 物 音 频 促 长 仪 就 是 将 １ ２ Ｖ两 种 直 流 电源 ， 其 中５ Ｖ用 于供 给单 片 物 理 原 理 应 用 到 农 业 的 一 个典 型 案 例 ， 并 机 及 周边 芯片 供 电 ， 而１ ２ Ｖ的直 流 电为 音 频 且 通 过 将 该设 备 应 用 到 农 业 中 ， 经 试 验 表 相关模 块供 电电源。 当所有设备都 接通 电 明， 该 设 备 能 够 对 植 物 的 生 长 过 程 产生 刺 源后， 单片 机 控 制 模 块 就 根 据 程 序 指 令 自动 激 ， 从而达 到增产效 果， 此外 ， 该 设 备 由于