专利名称：植物营养检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物营养检测系统。
背景技术：
近几年来，随着我国经济的迅速发展和国家政策对农业投资的倾斜，以温室建筑为主体的设施农业(包括各种示范园、观光园、生态园等)得到了迅猛发展，设施农业不仅实现了高产、高效、优质生产，而且可实现反季节的果品、蔬菜、花卉、苗木乃至畜禽产品的供应，产品符合绿色无公害标准，极大地丰富了市民的菜篮子，未来几年仍呈强劲发展的势头。然而我国的现代化温室运行费用普遍较高，水、电、暖费用较高，生产尚处于粗放性阶段，缺乏经济实用、性能良好的配套设备，尤其是在植物营养检测系统方面更是缺乏现代化的设施设备，如何用最小的投资、最经济的设备使温室生产高效运行、节能节本、获取最大的产量、较好的品质以及最大的经济效益，已成为温室建设和生产经营者关注的焦点。世界农业发达国家都着眼于温室用施肥机的研发，并普遍采用混肥均匀、性能稳定、使用效果好、使用寿命长的施肥设备，而这些设备只有同时配备植物营养检测系统，实时检测和分析植物的生长状况，模拟分析植物长期生长特性，预测植物生长趋势，才能高利用率施用肥料，保证作物及时、精确的水分和营养供应。
随着我国农业经济的快速发展以及工厂化高效农业的快速推进，温室内进行无土栽培的数量越来越大，无土栽培需要在作物生长过程中进行N、P、K等肥料的施加并需对作物生长状况进行检测和分析，更亟待有配套的植物营养检测系统。
我国的设施设备及水平与国外农业发达国家相比，还存在很大差距，目前我国大部分温室内都没有使用施肥器，即使有使用的，一般也是压差式注肥器，施肥量很不均匀。虽然近几年国内也有厂家生产了文丘里式、射流式注肥器，但性能都不是很好，也没有形成生产能力。尤其是在具有较高技术含量的精量施肥灌溉设备及植物营养检测设备方面，基本上是空白，这极大地降低了温室大棚的实际生产效能，不能使温室生产达到最大化和最佳化。随着我国温室大棚种植面积的增加，问题将更加突出，目前使用的国外产品有些功能不适合我国国情，而且售后服务无保障。因此加速开发适合国情的成套、实用、可靠、先进的植物精密营养检测系统非常有必要。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种植物营养检测系统，其可实时检测和分析植物的生长状况，模拟分析植物长期生长特性，预测植物生长趋势，以提供给配备的施肥系统，根据作物生长对水、肥的需要量进行定时、定量的自动灌溉施肥。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案一种植物营养检测系统，它包括一组用于测定植物生理指标和环境指标的传感器；一数据采集器；植物生理生态监控系统主机；所述的传感器的各输出信号端接数据采集器的数据采集端子，数据采集器将收集的数据信息输入到植物生理生态监控系统主机中，经数据处理软件分析、处理后输出显示。
所述的数据采集器可通过远程通讯模块将收集的数据信息传输到植物生理生态监控系统主机中。
本实用新型的优点是1、便于机械化、大规模农业生产，操作方便、工作可靠，对不同的植物可提供不同的配方，降低了生产成本，而且确保了施肥质量。
2适合于我国国情，成本低。目前引进的以色列、荷兰等国的精量施肥机及植物生理生态检测系统价格昂贵，每套售价约70万元人民币(含运费及关税)，而本实用新型预计售价约为20万元人民币，每套可节省50万元人民币，若能替代进口，可带来巨大的经济效益。
图1为本实用新型构成示意框图图2为本实用新型传感器与数据采集器接线图具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型植物营养检测系统包括一组用于测定植物生理指标和环境指标的传感器1；
一数据采集器2；植物生理生态监控系统主机3；所述的传感器的各输出信号端接数据采集器(本实施例中选用CLT100数据采集器，亦可选用EM231数据采集器)的数据采集端子，数据采集器将收集的数据信息输入到植物生理生态监控系统主机中，经数据处理软件分析、处理后输出显示。
所述的传感器可根据需要配备相应数量的用于测定植物生理指标和环境指标的传感器，可以是叶片温度传感器、茎叶流量传感器、茎直径变化传感器、干直径变化传感器、果实成长传感器、大气温度/湿度传感器、光照辐射传感器、C02浓度传感器、土壤温度/湿度传感器之中若干或全部，各传感器可按图中所示，接到数据采集的一组数据采集端子(IN1～IN28对应数端子)上。
限于人力和物力，传感器主要采取外购的方式，一定要选择精度高、性能好适合于温室环境的专用传感器，以达到预期的目标和要求。
其中本实施例中测定生理指标的传感器选用叶片温度传感器——型号RS-LT-1PR；测量范围0℃～50℃；精度0.2℃；工作电压12V DC。
茎叶流量传感器——型号RS-FS-5PR；测量范围±3ml/min；适宜茎直径1～5mm；工作电压12V DC。
茎直径变化传感器——型号RS-SD-56R；测量范围5～25mm；精度0.005mm。
干直径变化传感器——型号RS-SD-6R；测量范围20～70mm；精度0.005mm。
果实成长传感器——型号RS-FI-3EAR；测量范围30～100mm；精度0.01mm。
本实施例中测定环境指标的传感器选用大气温度、湿度传感器——型号RSD-ATH-5R；温度范围-10℃～50℃；湿度范围0～100％H；精度±3％/年；工作电压12V DC。
光照辐射传感器——型号RS-TIR-4PR；测量范围0～1200W/m2；精度±10％；工作电压12V DC。
C02浓度传感器——型号PM-48M；测量范围0～10万ppm；精度±10％。土壤温度、湿度传感器——型号RSD-SMS-2R；温度范围-10℃～50℃；湿度范围0.0～1.0m3m-3；湿度精度±2％；工作电压12V DC。
所述的植物生理生态监控系统主机3可将传感器采集测定的各种数据以多种形式存储、显示，例如数据库表格和各种图形等，用户可以使用与系统配套的专业化软件对各种数据进行处理、分析、比较，直至做出精确的结论，从而获得最佳的专业解决方案。
上述的数据采集器将收集的数据信息亦可通过远程通讯模块L485传输到植物生理生态监控系统主机中，如图2中所示，数据采集器的通讯端接远程通讯模块通讯端。
植物生理生态监控系统主机可选用LPS-03MA微机系统，按编辑的数据处理软件SSL20-MU，分析、处理、显示所测定的各种植物生理和农艺数据。
为防雷电，选用一雷电保护装置(本实施例中选用NWLP雷电保护装置)接数据采集器的扩充式设备网路接端及系统网路接端。
为实现报警功能，所述的数据采集器的报警输出端子外接报警装置，报警装置可采用电铃、灯光等报警装置。
本实用新型同时用传感器技术、信息采集与处理技术，结合作物专家系统，在栽培上进一步弄清各种不同作物、不同生育阶段对养分的需求，开发出适合于无土栽培的植物营养检测系统，实施对植物不同生长阶段生长状态的实时检测，从而确定正确的环境调控指标，保证植物正常生长。
植物营养检测系统可以测定的植物参数包括叶片温度、茎液流量、茎杆直径、果实生长率、光合作用、光辐射、空气温度、边界层扩散阻力、土壤温度、土壤湿度等等。使用植物营养检测系统可以获得很多重要的作物生长特性数据指标，用户可充分利用这些指标分析作物的生理状态及对环境的反应。该系统的传感器采集测定的各种数据能够以多种形式存储、显示，例如数据库表格和各种图形等，用户可以使用与系统配套的专业化软件对各种数据进行处理、分析、比较，直至做出精确的结论，从而获得最佳的专业解决方案。
用户可通过控制器键盘直接监控或编程，也可通过外接中心控制计算机进行远程控制。
植物生理生态监测系统监测原理首先选择一株具有普遍代表性的植物，通过安装在上面的传感器采集测定各种数据，例如叶片温度、大气温湿度等，本系统将通过各种传感器采集到的植物生理生态的数据传输到监控系统主机，然后通过监测系统配套的专业化分析软件，对监测到的各种数据进行处理、分析、比较、直至作处精确的结论，并以多种形式存储、显示，例如数据库表格和各种曲线等，这样用户可以获得最佳的专业解决方案。对植物生长所需营养肥料作以适当的调整和配比，保证植物的最佳的生长状态。
权利要求1.一种植物营养检测系统，其特征在于它包括一组用于测定植物生理指标和环境指标的传感器；一数据采集器；植物生理生态监控系统主机；所述的传感器的各输出信号端接数据采集器的数据采集端子，数据采集器的通讯端接远程通讯模块通讯端，再连接到植物生理生态监控系统主机的输入端。
2.根据权利要求1所述的植物营养检测系统，其特征在于一雷电保护装置接数据采集器的扩充式设备网路接端及系统网路接端。
3.根据权利要求1所述的植物营养检测系统，其特征在于所述的数据采集器的报警输出端子外接报警电路。
4.根据权利要求1所述的植物营养检测系统，其特征在于所述的一组用于测定植物生理指标和环境指标的传感器包括叶片温度传感器、茎叶流量传感器、茎直径变化传感器、干直径变化传感器、果实成长传感器、大气温度/湿度传感器、光照辐射传感器、CO2浓度传感器、土壤温度/湿度传感器之若干或全部。
专利摘要本实用新型公开了一种植物营养检测系统，包括一组用于测定植物生理指标和环境指标的传感器；一数据采集器；植物生理生态监控系统主机；所述的传感器的各输出信号端接数据采集器的数据采集端子，数据采集器将收集的数据信息输入到植物生理生态监控系统主机中，经数据处理软件分析、处理后输出显示。所述的数据采集器可通过远程通讯模块将收集的数据信息传输到植物生理生态监控系统主机中。本实用新型便于机械化、大规模农业生产，操作方便、工作可靠，对不同的植物可提供不同的配方，降低了生产成本，而且确保了施肥质量，且适合于我国国情，成本低。若能替代进口，可带来巨大的经济效益。
文档编号G01N35/00GK2692674SQ200420000879
公开日2005年4月13日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者王纲, 杨仁全, 周增产, 朱永文, 龙智强, 田真, 李秀刚 申请人:北京市农业机械研究所