专利名称：设施农业温室自动控制补光系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体浓度检测及自动控制补光设备，属于设施农业领域。 技术背景在我国北方设施农业生产中，由于冬季寒冷，设施农业温室占有重要地位，温室技 术是通过将其中农作物与外界分开，保持温室中的光照、温度、湿度等农作物生长所需的自 然条件来维持作物的生长，一旦这些自然条件发生变化将会影响作物的生长。目前，已有应 用自动控制设备来调节温室中自然条件的研究，如《中国专利》2006年2月1日公告的，专 利号ZL 200420041334. 5，申请日2004年6月15日，实用新型名称全自动智能农业温 室。该装置包含有光敏传感器、夜照灯、CO2发生器等装置，当温室中的光照不足时进行补 光，CO2浓度不足时CO2发生器工作，具有智能化的特点。但不足之处在于只是孤立的调节 各种农作物生长所需的自然条件，而这些自然条件之间有着相互影响、相互制约的关系。众 所周知，(X)2的浓度在一定范围内有利于作物的生长，当光照不长期足时，植物的呼吸作用 增强，引起温室中CO2浓度逐步增高，为了调节CO2的浓度以利于作物的增长，可以采取适时 地补光措施促进作物的光合作用，降低(X)2的浓度。
发明内容为了克服温室中农作物由于光照不足引起的CO2浓度相对增高，必须及时采取适 时地补光措施问题，本实用新型提供一种设施农业温室自动控制补光系统，通过比较温室 中CO2浓度和预置值，当检测到的CO2浓度值大于预置值时自动控制补光系统接通备用光源 对植物进行补光。本实用新型包括超声波(X)2浓度检测仪，CO2浓度检测仪的传感器的信号输出连接 放大器、电压比较器I、电压比较器II、单片机、光源驱动电路、声光超限报警电路。单片机型号为AT89C51单片机。超声波CO2浓度检测仪将传感器的信号输出到放大器，以得到足够大的检测信号。 放大器将此检测信号同时通过电压比较器I和电压比较器II，在电压比较器I中有预置值 I，检测信号如果大于预置值I时表示此时温室中的CO2浓度偏高，则电压比较器I就输出 一个高电压给单片机，单片机将此高电压储存到其一个内部存储单元中，通过软件编程对 单片机进行控制，当单片机收到电压比较器I的3个连续高电压时(单片机每隔60秒接收 一次电压比较器I发送来的信号)，单片机确定温室中的(X)2浓度确实偏高，单片机驱动光 源电路开启，对作物进行补光，否则单片机认为温室中的CO2浓度正常，不驱动光源电路。与电压比较器I并联一个电压比较器II，在电压比较器II中有预置值II，检测信 号与预置值II进行比较，检测信号如果大于预置值II表明此时温室中的(X)2浓度严重偏 高，电压比较器II就输出一个高电压送给单片机，单片机收到此高电压后控制声光报警系 统进行声、光报警，达到提示人为采取必要紧急措施的目的。由于不同的农作物对外界(X)2浓度与其光合作用能力有所不同，因此采用单片机控制电压比较器I、电压比较器II的电位器从而间接控制预置值I、预置值II，因此自动控 制补光系统可以广泛应用于栽培各种农作物的温室。本实用新型的有益效果是当作物的光合作用削弱时可以及时发现并迅速对其采 取补光措施，以达到促进作物生长的目的；采用单片机间接控制预置值I、预置值II，使用 简单方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路结构框图。图2是设施农业温室自动控制补光系统流程图。图中1、超声波CO2浓度检测仪，2、放大器，3、电压比较器1，4、电压比较器11，5、单片 机，6、光源驱动电路，7、声光超限报警电路，8、光源。
具体实施方式
在
图1中，超声波CO2浓度检测仪⑴连接放大器O)，放大器⑵分别连接电压 比较器I (3)和电压比较器IK4)，电压比较器I (3)和电压比较器II⑷与单片机(5)连 接，单片机( 分别连接光源驱动电路(6)和声光超限报警电路(7)，光源驱动电路(6)连 接光源(8)，电压比较器I (3)中有预置值I，电压比较器II⑷中有预置值II，为了适用于 各种不同农作物的温室，采用单片机控制电压比较器I⑶、电压比较器11⑷的电位器从 而间接控制预置值I、预置值II。如图2所示，初始时设置一个标志位T，令T = 3，表示只有检测到连续的3个电压 比较器I (3)输入的高电压信号才认为温室中CO2浓度偏高，需要进行补光。系统开始工作 后，单片机(5)首先检测是否有高电平信号输入，如果有高电平信号输入则标志位T = T-I, 没有高电平信号输入则继续等待判断下一个采样信号，同时将标志位复位为T = 3，并且不 驱动光源驱动电路(6)或声光超限报警电路(7)。当有高电平信号输入时，单片机(5)检测 是否为电压比较器II⑷向单片机(5)输入的信号，如果是电压比较器11(4)输入的高电 平信号则单片机(5)发出一个高电平信号给声光超限报警电路(7)以驱动声、光报警，否则 单片机(5)检测是否为电压比较器I (3)向单片机(5)输入的信号，若不是电压比较器1(3) 输入的信号则转回到检测采样等待下一个信号，同时将标志位复位为T = 3 ；若是电压比较 器I (3)输入的信号则将此信号储存到单片机(5)的存储器中，然后比较标志位T是否为0， 当标志位T = 0时说明已经采集连续的3个高电压信号，此时系统确定温室中(X)2浓度偏 高，单片机( 输出一个持续的高电平来驱动光源驱动电路(6)，进而开启光源(8)，同时重 新回到采样初始处，将标志位复位为T = 3，系统等待判断下一个采样信号；标志位T兴0时 说明没有连续采集3个高电压信号，系统继续等待判断下一个信号。这种控制方式结构简单，可靠，可以通过单片机时时监控温室中CO2浓度来判断是 否需要对作物采取补光措施，并且多次采集以校正误差，无须人工操作，节省了成本，实现 简单实用的设计目的。
权利要求1.一种设施农业温室自动控制补光系统，其特征在于包括超声波(X)2浓度检测仪 (1)，超声波CO2浓度检测仪⑴的传感器的信号输出到放大器0)，放大器(2)分别连接电 压比较器1(3)和电压比较器IK4)，电压比较器1(3)和电压比较器II⑷分别与单片机(5)连接，单片机( 分别连接光源驱动电路(6)和声光超限报警电路(7)，光源驱动电路(6)连接光源(8)。
2.根据权利要求1所述的设施农业温室自动控制补光系统，其特征在于单片机(5) 型号为AT89C51单片机。
专利摘要一种设施农业温室自动控制补光系统，涉及一种温室内气体浓度检测及自动控制补光设备。包括超声波CO2浓度检测仪，CO2浓度检测仪的传感器的信号输出连接放大器、电压比较器I、电压比较器II、AT89C51单片机、光源驱动电路、声光超限报警电路。通过单片机检测由超声波CO2浓度检测仪传来的检测信号，并且判断信号来源，如果是电压是来自比较器II，单片机则开启声光超限报警电路；若是电压来自比较器I，单片机则将此信号储存到存储器中，然后单片机进行多次采集校正，确定温室内CO2的浓度，当系统确定温室中CO2浓度偏高后，单片机开启光源对植物进行补光。所以，温室内的光照可以长期维持于最佳状态。这种控制方式结构简单，可靠，节省了成本，简单实用。
文档编号A01G9/20GK201898761SQ2010205069
公开日2011年7月20日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者李延国, 李建军, 王天慧, 王淑兰, 王跃勇, 由莉莉, 赵雅君 申请人:长春市农业机械研究院