(18)
[0081 ] 聯(lián)立以上公式，并經(jīng)過整理可得：
[0082]
(iq)
[0083] 攝氏溫度：t = T-273(°C) (20)
[0084] 式中各常系數(shù)是在R〇 = 100〇Q，Co = 7.2*10-6F和fo = 10MHZ條件下算出的。從心和 R2的二次轉(zhuǎn)換信息中分尚出應(yīng)變和水蒸氣分壓Pw等信息，將（13)式減去（14)式，可得
[0085] Rl-R2 = 2ARe = 2RoKe · ε( Ω ) (21)
[0086] 再利用(NrNd/fo和（5)、（9)、（10)式等聯(lián)立，經(jīng)整理可得，
[0087] ΔΡ = 1〇 . (Ni-N2)(Pa) (22)
[0088] 公式（19)和(22)即為傳感器的兩種輸入-輸出特性方程，均有足夠的靈敏度和分 辨力。已知φ (RH%) = ，式中PWS可通過溫度t經(jīng)查表或下述回歸方程算出，
[0089] Pws = a · EXP(b · t)(Pa) (23)
[0090] 式中a為6.16(Pa)，b為0.064(1/°C)為擬合常數(shù)，于是得
[0091] PWS = 6.16 · EXP(0.064 · t)(Pa) (24)
[0092] 大氣壓力不是一個(gè)定值，隨著地區(qū)海拔高度的不同而存在差異，同時(shí)還隨季節(jié)溫 度變化而稍有改變，對(duì)Pw計(jì)算可近似地用下式描述：
[0093] PW= AP+Pre-Bf(T)+h · 8.76(Pa) (25)
[0094] 式中h為當(dāng)?shù)睾０胃叨?m)，系數(shù)8.76(Pa/m)為大氣壓衰減斜率，f(T)為溫度修正 系數(shù)可經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)的擬合曲線而加以估算。由于在沿海地區(qū)冬夏氣壓變化比為 1.02,而在青海地區(qū)冬夏比僅為1.0026。均隨溫度下降而略有增加。故當(dāng)不考慮溫度微小影 響，且在沿海地區(qū)時(shí)，式(25)可簡化為：
[0095] PW= AP+(Pre-B) = 10(Ni-N2) + (Pre_B)(Pa) (26)
[0096] 本發(fā)明解析過程的理論基礎(chǔ)之一是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為常數(shù)，實(shí)際的大氣壓隨當(dāng)?shù)睾０?高度而變，當(dāng)裝置使用地區(qū)海拔高度與參照高度差異較大時(shí)，公式(3)中Pd應(yīng)通過軟件予以 校正，以維持水汽分壓力的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度。所以本發(fā)明在信號(hào)處理單元中設(shè)有GPS單元和大 氣壓數(shù)值表，GPS單元連接在信號(hào)處理單元上用來定位傳感器安裝點(diǎn)的經(jīng)煒度，查詢安裝點(diǎn) 的大氣壓數(shù)值即傳感器中的干燥空氣腔內(nèi)的分壓力，結(jié)合信號(hào)處理單元計(jì)算出的大氣中水 蒸氣分壓力值，進(jìn)而利用公式（l):PM = Pd+Pw(Pa)計(jì)算出混合大氣的壓力值，即安裝點(diǎn)的壓 力值。
[0097] 至此，溫度、相對(duì)濕度和大氣壓的數(shù)值都能計(jì)算求解出來，本發(fā)明提供的溫濕度傳 感器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)施。本發(fā)明中經(jīng)解析法得到:大氣中水蒸氣分壓力與敏感電阻之 差，即經(jīng)二次變換后的脈寬及其對(duì)始終頻率的計(jì)數(shù)之差，成正比，而大氣環(huán)境溫度則與敏感 元件的計(jì)數(shù)之和的對(duì)數(shù)成反比關(guān)系。本發(fā)明解析過程的理論基礎(chǔ)是物理大氣壓為常數(shù)，實(shí) 際的大氣壓隨當(dāng)?shù)睾０胃叨榷儯?dāng)裝置使用地區(qū)海拔高度與參照高度差異較大時(shí)，應(yīng)通 過軟件予以校正，以維持水汽分壓力的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度。
[0098] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器、按鍵采集模塊、光照強(qiáng)度 采集模塊、閥門控制模塊和溫濕度傳感器，所述處理器內(nèi)置存儲(chǔ)器和參數(shù)設(shè)置模塊，存儲(chǔ)器 內(nèi)保存各種植物在不同光照強(qiáng)度下的c〇 2飽和點(diǎn)，溫濕度傳感器將采集到的數(shù)據(jù)輸出給處 理器，處理器讀取按鍵采集模塊輸入的植物品種數(shù)據(jù)和光照強(qiáng)度采集模塊檢測到的光照強(qiáng) 度，查找存儲(chǔ)器中該種植物在某一光照強(qiáng)度下對(duì)應(yīng)的c〇 2飽和點(diǎn)，確認(rèn)c〇2施放量，通過閥門 控制模塊實(shí)現(xiàn)C〇2的釋放控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)設(shè)置模塊還 包括光照強(qiáng)度采集模塊每天采集光照強(qiáng)度的時(shí)間點(diǎn)設(shè)置，在3-4月中旬，日出1小時(shí)后檢測 光照強(qiáng)度，4月下旬到5月，日出半小時(shí)后檢測，在11月到2月，日出2小時(shí)檢測。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)器中植物品 種、光照強(qiáng)度和C02的對(duì)照表中，光照強(qiáng)度在27W · nf2以上時(shí)，C02施放量大于0。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括 風(fēng)機(jī)控制模塊和風(fēng)機(jī)(6)，所述風(fēng)機(jī)(6)在大棚內(nèi)部雙向循環(huán)排列，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槭勾笈飪?nèi) 部形成循環(huán)氣流。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)機(jī)(6)高度距 離地面10到20厘米，與地面形成10-20度仰角，風(fēng)機(jī)(6)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槭箽饬鲝牡吞幭蚋咛?流動(dòng);所述風(fēng)機(jī)(6)風(fēng)速設(shè)在0.3~1.0m· ?Γ1范圍內(nèi)；所述風(fēng)機(jī)(6)的換氣速度為101Γ1，每 6min風(fēng)機(jī)(6)啟停一次。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述閥門一端與0)2氣 源聯(lián)通，另一端連接導(dǎo)氣管，導(dǎo)氣管直徑為2cm，另一端封閉，所述導(dǎo)氣管上每間隔1米設(shè)有 一個(gè)直徑為2mm的小孔。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括 C02濃度檢測模塊，C02濃度檢測模塊在施放C02氣肥后，實(shí)時(shí)檢測C0 2濃度變化，大棚內(nèi)外的 C02濃度一致后，給大棚強(qiáng)制通風(fēng)，給大棚強(qiáng)制通風(fēng)時(shí)，大棚內(nèi)單側(cè)的風(fēng)機(jī)(6)工作，其旋轉(zhuǎn) 方向?yàn)槭勾笈飪?nèi)部形成單向流動(dòng)氣流。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述C02的施放量比 C02的飽和點(diǎn)低。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述溫濕度傳感器包 括半導(dǎo)體檢測單元、二次轉(zhuǎn)換單元和信號(hào)處理單元，半導(dǎo)體檢測單元包括兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變 片R El⑷和Re2(5)，半導(dǎo)體應(yīng)變片REl⑷和Re2(5)設(shè)在半徑為r〇的圓形膜片⑶上，圓形膜片 (3)設(shè)在U型支座（1)上，膜片(3)與U型支座（1)間形成一個(gè)干燥的空氣密封腔(2)，兩個(gè)半導(dǎo) 體應(yīng)變片受到膜片(3)內(nèi)外兩側(cè)的壓力差和溫度激勵(lì)作用下輸出電阻響應(yīng)，二次轉(zhuǎn)換單元 將電阻響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈寬信號(hào)，信號(hào)處理單元通過數(shù)據(jù)解耦分離出溫度、內(nèi)外壓力差和 相對(duì)濕度數(shù)據(jù)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的半導(dǎo)體應(yīng)變 片Rel(4)設(shè)置在圓心位置，R e2(5)設(shè)置在膜片(3)0.89π)的圓上，兩個(gè)半導(dǎo)體應(yīng)變片在氣壓激 勵(lì)下各自產(chǎn)生的電阻增量數(shù)值相等，正負(fù)相反。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫室大棚的智能控制系統(tǒng)，屬于農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及溫室大棚的環(huán)境因子控制，本發(fā)明控制系統(tǒng)包括處理器、按鍵采集模塊、光照強(qiáng)度采集模塊和閥門控制模塊，所述處理器內(nèi)置存儲(chǔ)器和參數(shù)設(shè)置模塊，存儲(chǔ)器內(nèi)保存每種植物在不同光照強(qiáng)度下的CO2飽和點(diǎn)，處理器讀取按鍵采集模塊輸入的植物品種和光照強(qiáng)度采集模塊確認(rèn)的光照強(qiáng)度，查找存儲(chǔ)器中對(duì)應(yīng)的CO2飽和點(diǎn)，確認(rèn)CO2施放量，并將CO2施放量轉(zhuǎn)化為閥門的開啟時(shí)間，閥門控制模塊控制CO2氣源的閥門。本發(fā)明通過植物在不同光強(qiáng)下對(duì)CO2的需求量，給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，提高植物的光合速率，提高經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】G05D11/13
【公開號(hào)】CN105607665
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610164847
【發(fā)明人】王軍, 慕孟麗, 孫月圣
【申請(qǐng)人】安徽工程大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日