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微型植物工廠的植物從營養液吸取植物生長所必需的養分，植物的根系均浸泡于營養液中，營養液的溫度、液位、流速和pH值均影響著植物的生長發育。該系統放置3個溫度傳感器，分別置于入水管、出水管、營養缸中心；培養缸兩側各放置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液的溫度、液位和流速及pH值，并對植物工廠的環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營養液的溫度，通過輸出占空比的PWM波給直流電機驅動以控制出、入水管處的水泵的轉速來控制營養液的液位及流速，實現營養液的循環流動。同時STM32單片機向步進電機發送頻率的脈沖控制蠕動泵的運動，向營養液滴加微量的酸堿液控系統pH值。本系統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，且不受營養液酸堿度的影響。 STM32單片機控制超聲波測量電路發射一脈沖信號，同時STM32內部計數器開始計數，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，同時單片機內部計數器停止計數[7]。計數器的計數時間即是超聲波在空氣中的往返時間。利用STM32內部計數器的計數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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