作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，用于探索研究不同生長環(huán)境條件下的作物生長狀態(tài)。所述作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置包括兩個(gè)相同的作物生長實(shí)驗(yàn)箱，兩套作物生長信息檢測裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分；控制計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)作物生長實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度參數(shù)，同時(shí)控制作物生長信息檢測裝置采集不同生長環(huán)境下的作物生長信息。本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置具有信息化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)地檢測作物生長環(huán)境參數(shù)變化時(shí)的作物生長狀態(tài)，為作物生長狀態(tài)與環(huán)境參數(shù)之間的關(guān)系從實(shí)驗(yàn)室研究到實(shí)際應(yīng)用提供了前期基礎(chǔ)。
【專利說明】作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，具體來說是利用作物生長實(shí)驗(yàn)箱調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同參數(shù)的作物生長環(huán)境，通過作物生長信息檢測裝置采集作物生長信息，以此用于探索研究溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度參數(shù)變化對作物生長狀態(tài)的影響規(guī)律。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技以及現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，植物工廠的研究受到世界先進(jìn)國家的廣泛重視，各種類型的植物工廠已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用。植物工廠指的是在設(shè)施內(nèi)通過控制作物的生長環(huán)境(光、溫度、二氧化碳濃度、養(yǎng)分、水分等)進(jìn)行栽培，并對作物生長環(huán)境及生育狀況加以觀察，配合高度環(huán)境控制及生長預(yù)測，使蔬菜等作物可進(jìn)行全年、計(jì)劃性生產(chǎn)的栽培設(shè)施，是設(shè)施農(nóng)業(yè)的終極形態(tài)。
[0003]作物的生長過程需要某種特定的溫度、濕度和光照度等條件，當(dāng)環(huán)境條件不能滿足上述要求時(shí)，它們便停止生長，甚至腐爛、死亡。而要獲得作物生長所需的最佳條件，不能單獨(dú)靜態(tài)地考慮某一因素，而應(yīng)從整體上綜合地研究環(huán)境參數(shù)對作物生長的影響以及控制問題。影響作物生長的因素主要有光照度、溫度、濕度、和二氧化碳濃度等因子，通過研究這些環(huán)境因子對作物生長的影響，可以更好的對這些因子進(jìn)行控制，從而營造出適合作物生長的最佳環(huán)境，促進(jìn)作物更好的生長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種探索研究作物在不同參數(shù)的生長環(huán)境下的生長狀態(tài)規(guī)律的對比實(shí)驗(yàn)裝置，通過調(diào)節(jié)溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度參數(shù)的變化，來實(shí)驗(yàn)對比得出溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度參數(shù)變化對作物生長狀態(tài)的影響規(guī)律。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩個(gè)相同的作物生長實(shí)驗(yàn)箱，兩套作物生長信息檢測裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分，每個(gè)作物生長實(shí)驗(yàn)箱包含智能控制模塊、環(huán)境參數(shù)檢測裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，其中環(huán)境參數(shù)檢測裝置與智能控制模塊的輸入端口相連，環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排相連，繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連，智能控制模塊通過RS232串行通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連；其中每套作物生長信息檢測裝置由立體支架、數(shù)據(jù)采集器、信息檢測單元組成，信息檢測單元通過USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。
[0006]所述的環(huán)境參數(shù)檢測裝置由溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器組成，分別安裝在作物生長實(shí)驗(yàn)箱的底部、中部以及頂部，其中溫濕度傳感器通過兩線制串行接口與智能控制模塊相連，二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器與智能控制模塊的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連。
[0007]所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成，其中溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器與繼電器端子排相連，繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連，LED光源板與智能控制模塊的PWM調(diào)制輸出端口相連。
[0008]所述的作物生長信息檢測裝置由立體支架、數(shù)據(jù)采集器、信息檢測單元組成，數(shù)據(jù)采集器由兩片透明有機(jī)玻璃夾板、流通葉室、LED光源、葉片溫度傳感器組成，其中流通葉室安裝有氣體流通裝置，數(shù)據(jù)采集器固定在立體支架上。
[0009]所述的信息檢測單元包括氣泵、流量計(jì)、空氣溫濕度傳感器、二氧化碳分析儀、數(shù)據(jù)采集卡，信息檢測單元通過USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置環(huán)境參數(shù)檢測裝置電路原理圖。
[0012]圖3是本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4是本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置作物生長信息檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1_實(shí)驗(yàn)箱；2-LED光源板；3_制冷器；4_加熱棒；5_排風(fēng)風(fēng)扇；6-進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇；7_加濕器；8_ 二氧化碳發(fā)生器；9_溫濕度傳感器；10-二氧化碳濃度傳感器；11_光照傳感器；12_繼電器端子排；13_智能控制模塊；14_檢測作物；15_立體支架；16_數(shù)據(jù)采集器；161-透明有機(jī)玻璃夾板；162_流通葉室；163-葉片溫度傳感器；164_LED光源；17-氣體流通裝置；18-信息檢測單元；181-氣泵；182-流量計(jì)；183_空氣溫濕度傳感器；184-二氧化碳分析儀；185_數(shù)據(jù)采集卡；19-USB通信數(shù)據(jù)線；20_RS232串行通信數(shù)據(jù)線；21-控制計(jì)算機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]本作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置主要用于探索研究不同參數(shù)的作物生長環(huán)境對作物生長狀態(tài)的影響規(guī)律。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置包括兩個(gè)相同的作物生長實(shí)驗(yàn)箱1，兩套作物生長信息檢測裝置以及控制計(jì)算機(jī)21三部分，每個(gè)作物生長實(shí)驗(yàn)箱1包含智能控制模塊13、環(huán)境參數(shù)檢測裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，其中環(huán)境參數(shù)檢測裝置由溫濕度傳感器9、二氧化碳濃度傳感器10以及光照傳感器11組成，環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板2、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成；環(huán)境參數(shù)檢測裝置與智能控制模塊13的輸入端口相連，環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排12相連，繼電器端子排12與智能控制模塊13的通用輸出端口相連，智能控制模塊13通過RS232串行通信數(shù)據(jù)線20與控制計(jì)算機(jī)21相連；作物生長信息檢測裝置由立體支架15、數(shù)據(jù)采集器16、信息檢測單元18組成，信息檢測單元18通過USB通信數(shù)據(jù)線19與控制計(jì)算機(jī)21相連。
[0018]如圖2所示，所述的環(huán)境參數(shù)檢測裝置溫濕度傳感器9、二氧化碳濃度傳感器10和光照傳感器11組成，用于采集作物生長實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度參數(shù)；溫濕度傳感器9通過兩線制串行接口與智能控制模塊13相連，其中時(shí)鐘管腳SCK與數(shù)據(jù)管腳DATA分別與智能控制模塊13的PC2、PC3端口相連；二氧化碳濃度傳感器10和光照傳感器11與智能控制模塊13的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連，其中二氧化碳濃度傳感器10的輸出信號OUT與智能控制模塊13的PAl接口相連，光照傳感器11的輸出信號OUT與智能控制模塊13的PA2接口相連。
[0019]如圖3所示，所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板2、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成，其中溫度調(diào)節(jié)器由制冷器3和加熱棒4組成，濕度調(diào)節(jié)器由加濕器7組成，二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器由二氧化碳發(fā)生器8組成，空氣調(diào)節(jié)器則由排風(fēng)風(fēng)扇5和進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇6組成；制冷器3、加熱棒4、排風(fēng)風(fēng)扇5、進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇6、加濕器7、二氧化碳發(fā)生器8分別與繼電器端子排12相連，繼電器端子排12與智能控制模塊13的輸出端口 PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6相連，LED光源板2的紅色控制端口 RED與藍(lán)色控制端口 BLUE分別與智能控制模塊13的PWM調(diào)制輸出端口 H)2、PD3相連。
[0020]如圖4所示，所述的作物生長信息檢測裝置由立體支架15、數(shù)據(jù)采集器16、信息檢測單元18組成，數(shù)據(jù)采集器16由兩片透明有機(jī)玻璃夾板161、流通葉室162、葉片溫度傳感器163、LED光源164組成，其中流通葉室162安裝有氣體流通裝置17，檢測作物14的一片葉片固定在流通葉室162中，數(shù)據(jù)采集器固定在立體支架上；信息檢測單元18由氣泵181、流量計(jì)182、空氣溫濕度傳感器183、二氧化碳分析儀184、數(shù)據(jù)采集卡185構(gòu)成，流通葉室162中的空氣經(jīng)氣泵181抽氣后由氣體流通裝置17依次到達(dá)流量計(jì)182、空氣溫濕度傳感器183、二氧化碳分析儀184中，葉片溫度傳感器163、LED光源164、流量計(jì)182、空氣溫濕度傳感器183、二氧化碳分析儀184分別與數(shù)據(jù)采集卡185相連，從而獲取檢測作物14葉片表面的光照強(qiáng)度、葉片溫度、空氣溫濕度、二氧化碳濃度信息，數(shù)據(jù)采集卡185通過USB通信數(shù)據(jù)線19與控制計(jì)算機(jī)21相連。
【權(quán)利要求】
1.一種作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，包括兩個(gè)相同的作物生長實(shí)驗(yàn)箱，兩套作物生長信息檢測裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分，其特征在于:每個(gè)作物生長實(shí)驗(yàn)箱包含智能控制模塊、環(huán)境參數(shù)檢測裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置，其中環(huán)境參數(shù)檢測裝置與智能控制模塊的輸入端口相連，環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排相連，繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連，智能控制模塊通過RS232串行通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連；其中每套作物生長信息檢測裝置由立體支架、數(shù)據(jù)采集器、信息檢測單元組成，信息檢測單元通過USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的環(huán)境參數(shù)檢測裝置由溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器組成，分別安裝在作物生長實(shí)驗(yàn)箱的底部、中部以及頂部，其中溫濕度傳感器通過兩線制串行接口與智能控制模塊相連，二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器與智能控制模塊的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成，其中溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器與繼電器端子排相連，繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連，LED光源板與智能控制模塊的PWM調(diào)制輸出端口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的作物生長信息檢測裝置由立體支架、數(shù)據(jù)采集器、信息檢測單元組成，數(shù)據(jù)采集器由兩片透明有機(jī)玻璃夾板、流通葉室、LED光源、葉片溫度傳感器組成，其中流通葉室安裝有氣體流通裝置，數(shù)據(jù)采集器固定在立體支架上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作物生長信息檢測對比實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的信息檢測單元包括氣泵、流量計(jì)、空氣溫濕度傳感器、二氧化碳分析儀、數(shù)據(jù)采集卡，信息檢測單元通過USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。
【文檔編號】G05D27/02GK204102009SQ201420551725
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】田立國, 李猛, 鄒江濤, 劉志奇, 李玉爽 申請人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)