作物生长信息检测对比实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种作物生长信息检测对比实验装置，具体来说是利用作物生长实验箱调节产生不同参数的作物生长环境，通过作物生长信息检测装置采集作物生长信息，以此用于探索研究温湿度、光照强度、二氧化碳浓度参数变化对作物生长状态的影响规律。
【背景技术】
[0002]随着科技以及现代设施农业的不断发展，植物工厂的研究受到世界先进国家的广泛重视，各种类型的植物工厂已经得到实际应用。植物工厂指的是在设施内通过控制作物的生长环境(光、温度、二氧化碳浓度、养分、水分等)进行栽培，并对作物生长环境及生育状况加以观察，配合高度环境控制及生长预测，使蔬菜等作物可进行全年、计划性生产的栽培设施，是设施农业的终极形态。
[0003]作物的生长过程需要某种特定的温度、湿度和光照度等条件，当环境条件不能满足上述要求时，它们便停止生长，甚至腐烂、死亡。而要获得作物生长所需的最佳条件，不能单独静态地考虑某一因素，而应从整体上综合地研究环境参数对作物生长的影响以及控制问题。影响作物生长的因素主要有光照度、温度、湿度、和二氧化碳浓度等因子，通过研究这些环境因子对作物生长的影响，可以更好的对这些因子进行控制，从而营造出适合作物生长的最佳环境，促进作物更好的生长。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种探索研究作物在不同参数的生长环境下的生长状态规律的对比实验装置，通过调节温湿度、光照强度、二氧化碳浓度参数的变化，来实验对比得出温湿度、光照强度、二氧化碳浓度参数变化对作物生长状态的影响规律。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种作物生长信息检测对比实验装置，包括两个相同的作物生长实验箱，两套作物生长信息检测装置以及控制计算机三部分，每个作物生长实验箱包含智能控制模块、环境参数检测装置与环境参数调节装置，其中环境参数检测装置与智能控制模块的输入端口相连，环境参数调节装置与继电器端子排相连，继电器端子排与智能控制模块的通用输出端口相连，智能控制模块通过RS232串行通信数据线与控制计算机相连；其中每套作物生长信息检测装置由立体支架、数据采集器、信息检测单元组成，信息检测单元通过USB通信数据线与控制计算机相连。
[0006]所述的环境参数检测装置由温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器组成，分别安装在作物生长实验箱的底部、中部以及顶部，其中温湿度传感器通过两线制串行接口与智能控制模块相连，二氧化碳浓度传感器和光照传感器与智能控制模块的两个模拟/数字转换接口相连。
[0007]所述的环境参数调节装置由LED光源板、温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器组成，其中温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器与继电器端子排相连，继电器端子排与智能控制模块的通用输出端口相连，LED光源板与智能控制模块的PWM调制输出端口相连。
[0008]所述的作物生长信息检测装置由立体支架、数据采集器、信息检测单元组成，数据采集器由两片透明有机玻璃夹板、流通叶室、LED光源、叶片温度传感器组成，其中流通叶室安装有气体流通装置，数据采集器固定在立体支架上。
[0009]所述的信息检测单元包括气泵、流量计、空气温湿度传感器、二氧化碳分析仪、数据采集卡，信息检测单元通过USB通信数据线与控制计算机相连。
【附图说明】
[0010]图1是本作物生长信息检测对比实验装置结构示意图。
[0011]图2是本作物生长信息检测对比实验装置环境参数检测装置电路原理图。
[0012]图3是本作物生长信息检测对比实验装置环境参数调节装置结构示意图。
[0013]图4是本作物生长信息检测对比实验装置作物生长信息检测装置结构示意图。
[0014]附图标记:1_实验箱；2-LED光源板；3_制冷器；4_加热棒；5_排风风扇；6-进风风扇；7_加湿器；8_ 二氧化碳发生器；9_温湿度传感器；10-二氧化碳浓度传感器；11_光照传感器；12_继电器端子排；13_智能控制模块；14_检测作物；15_立体支架；16_数据采集器；161-透明有机玻璃夹板；162-流通叶室；163-叶片温度传感器；164_LED光源；17-气体流通装置；18_信息检测单元；181_气泵；182_流量计；183_空气温湿度传感器；184-二氧化碳分析仪；185_数据采集卡；19-USB通信数据线；20_RS232串行通信数据线；21-控制计算机。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
[0016]本作物生长信息检测对比实验装置主要用于探索研究不同参数的作物生长环境对作物生长状态的影响规律。
[0017]如图1所示，本发明的作物生长信息检测对比实验装置包括两个相同的作物生长实验箱1，两套作物生长信息检测装置以及控制计算机21三部分，每个作物生长实验箱I包含智能控制模块13、环境参数检测装置与环境参数调节装置，其中环境参数检测装置由温湿度传感器9、二氧化碳浓度传感器10以及光照传感器11组成，环境参数调节装置由LED光源板2、温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器组成；环境参数检测装置与智能控制模块13的输入端口相连，环境参数调节装置与继电器端子排12相连，继电器端子排12与智能控制模块13的通用输出端口相连，智能控制模块13通过RS232串行通信数据线20与控制计算机21相连；作物生长信息检测装置由立体支架15、数据采集器16、信息检测单元18组成，信息检测单元18通过USB通信数据线19与控制计算机21相连。
[0018]如图2所示，所述的环境参数检测装置温湿度传感器9、二氧化碳浓度传感器10和光照传感器11组成，用于采集作物生长实验箱内的温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度参数；温湿度传感器9通过两线制串行接口与智能控制模块13相连，其中时钟管脚SCK与数据管脚DATA分别与智能控制模块13的PC2、PC3端口相连；二氧化碳浓度传感器10和光照传感器11与智能控制模块13的两个模拟/数字转换接口相连，其中二氧化碳浓度传感器10的输出信号OUT与智能控制模块13的PAl接口相连，光照传感器11的输出信号OUT与智能控制模块13的PA2接口相连。
[0019]如图3所示，所述的环境参数调节装置由LED光源板2、温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器组成，其中温度调节器由制冷器3和加热棒4组成，湿度调节器由加湿器7组成，二氧化碳浓度调节器由二氧化碳发生器8组成，空气调节器则由排风风扇5和进风风扇6组成；制冷器3、加热棒4、排风风扇5、进风风扇6、加湿器7、二氧化碳发生器8分别与继电器端子排12相连，继电器端子排12与智能控制模块13的输出端口 PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6相连，LED光源板2的红色控制端口 RED与蓝色控制端口 BLUE分别与智能控制模块13的PffM调制输出端口 PD2、PD3相连。
[0020]如图4所示，所述的作物生长信息检测装置由立体支架15、数据采集器16、信息检测单元18组成，数据采集器16由两片透明有机玻璃夹板161、流通叶室162、叶片温度传感器163、LED光源164组成，其中流通叶室162安装有气体流通装置17，检测作物14的一片叶片固定在流通叶室162中，数据采集器固定在立体支架上；信息检测单元18由气泵181、流量计182、空气温湿度传感器183、二氧化碳分析仪184、数据采集卡185构成，流通叶室162中的空气经气泵181抽气后由气体流通装置17依次到达流量计182、空气温湿度传感器183、二氧化碳分析仪184中，叶片温度传感器163、LED光源164、流量计182、空气温湿度传感器183、二氧化碳分析仪184分别与数据采集卡185相连，从而获取检测作物14叶片表面的光照强度、叶片温度、空气温湿度、二氧化碳浓度信息，数据采集卡185通过USB通信数据线19与控制计算机21相连。
【主权项】
1.一种作物生长信息检测对比实验装置，包括两个相同的作物生长实验箱，两套作物生长信息检测装置以及控制计算机三部分，其特征在于:每个作物生长实验箱包含智能控制模块、环境参数检测装置与环境参数调节装置，其中环境参数检测装置与智能控制模块的输入端口相连，环境参数调节装置与继电器端子排相连，继电器端子排与智能控制模块的通用输出端口相连，智能控制模块通过RS232串行通信数据线与控制计算机相连；其中每套作物生长信息检测装置由立体支架、数据采集器、信息检测单元组成，信息检测单元通过USB通信数据线与控制计算机相连。2.根据权利要求1所述的作物生长信息检测对比实验装置，其特征在于:所述的环境参数检测装置由温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照传感器组成，分别安装在作物生长实验箱的底部、中部以及顶部，其中温湿度传感器通过两线制串行接口与智能控制模块相连，二氧化碳浓度传感器和光照传感器与智能控制模块的两个模拟/数字转换接口相连。3.根据权利要求1所述的作物生长信息检测对比实验装置，其特征在于:所述的环境参数调节装置由LED光源板、温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器组成，其中温度调节器、湿度调节器、二氧化碳浓度调节器以及空气调节器与继电器端子排相连，继电器端子排与智能控制模块的通用输出端口相连，LED光源板与智能控制模块的PffM调制输出端口相连。4.根据权利要求1所述的作物生长信息检测对比实验装置，其特征在于:所述的作物生长信息检测装置由立体支架、数据采集器、信息检测单元组成，数据采集器由两片透明有机玻璃夹板、流通叶室、LED光源、叶片温度传感器组成，其中流通叶室安装有气体流通装置，数据采集器固定在立体支架上。5.根据权利要求1所述的作物生长信息检测对比实验装置，其特征在于:所述的信息检测单元包括气泵、流量计、空气温湿度传感器、二氧化碳分析仪、数据采集卡，信息检测单元通过USB通信数据线与控制计算机相连。
【专利摘要】本发明提供一种作物生长信息检测对比实验装置，用于探索研究不同生长环境条件下的作物生长状态。所述作物生长信息检测对比实验装置包括两个相同的作物生长实验箱，两套作物生长信息检测装置以及控制计算机三部分；控制计算机调节作物生长实验箱内的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度参数，同时控制作物生长信息检测装置采集不同生长环境下的作物生长信息。本作物生长信息检测对比实验装置具有信息化程度高，结构简单，操作方便的特点，能够实时地检测作物生长环境参数变化时的作物生长状态，为作物生长状态与环境参数之间的关系从实验室研究到实际应用提供了前期基础。
【IPC分类】G05D27/02, G05B19/042
【公开号】CN105511525
【申请号】CN201410493255
【发明人】田立国, 李猛, 邹江涛, 刘志奇, 李玉爽
【申请人】天津职业技术师范大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年9月25日