一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统的制作方法

本发明涉及作物生产控制，具体为一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统。

背景技术：

1、光合作用是植物生长发育的重要过程，而光谱成分对光合作用的影响也深刻地影响了作物的生长发育。在光谱成分中，红光和蓝光对植物的生长发育有着重要的影响。红光可以促进植物生长，提高产量和质量；蓝光则可以促进植物的光合作用，提高植物的生长速度和品质。同时，绿光则对植物生长发育影响较小；

2、营养液是采用环境生物生态共生技术和菌根共生原理经生物发酵、化学螯合、物理活化等工艺合成的一种新型营养液。营养液是无土栽培的关键，不同作物要求不同的营养液配方。

3、现有的作物生长过程中极其容易受到光谱与营养液影响，现在系统无法对光谱与营养液进行自动化控制，容易导致作物的光合作用和营养吸收过程受到影响，增长种植周期，降低作物质量的问题，为此，我们提供一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，以解决上述背景技术中提出的现有的作物生长过程中极其容易受到光谱与营养液影响，现在系统无法对光谱与营养液进行自动化控制，容易导致作物的光合作用和营养吸收过程受到影响，增长种植周期，降低作物质量的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，包括控制模块、传感模块、水泵模块、计量泵模块、led灯带模块、营养液模块；

3、还包括：

4、微控制器，其设置在所述led灯带模块的内部，且其设置有多个，所述微控制器的输入端通过gpio接口与控制模块电性连接，所述led灯带模块包括第一rgbled灯带、远红外led灯带、第二rgbled灯带、全光谱led灯带，且一个所述微控制器的输出端与第一rgbled灯带、远红外led灯带的输入端电性连接，另一个所述微控制器的输出端与第二rgbled灯带、全光谱led灯带的输入端电性连接；

5、步进电机驱动模块，其设置在所述计量泵模块的内部，且其设置有多个，所述步进电机驱动模块的输入端通过ic接口与控制模块电性连接，所述计量泵模块包括第一营养液计量泵、第二营养液计量泵、ph值计量泵，且步进电机驱动模块的输出端分别与第一营养液计量泵、第二营养液计量泵、ph值计量泵的输入端电性连接。

6、优选的，所述传感模块包括ph传感器、光强度传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、ec传感器、最低水量传感器。

7、优选的，所述ph传感器的输出端通过adc接口与控制模块电性连接，所述光强度传感器通过ic接口与控制模块双向电性连接。

8、优选的，所述二氧化碳传感器的输出端通过serial接口与控制模块电性连接，所述温湿度传感器的输出端通过gpio接口与控制模块电性连接。

9、优选的，所述ec传感器通过ic接口与控制模块双向电性连接，所述ec传感器包括数字式温度传感器。

10、优选的，所述水泵模块包括水泵与搅拌泵，且控制模块的输出端均通过gpio接口与水泵、搅拌泵的输入端电性连接。

11、优选的，所述营养液模块包括五个营养液槽，五个所述营养液槽分别用于储备氮、磷、钾、调酸值液体、调碱值液体。

12、优选的，所述控制模块的输入端设置有按钮，且按钮的输出端通过gpio接口与控制模块输入端电性连接。

13、优选的，所述控制模块的输出端设置有显示屏，且显示屏的输入端通过ic接口与控制模块电性连接。

14、优选的，所述控制模块包括sd卡模块，且sd卡模块通过spi接口与控制模块双向电性连接。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、本发明通过传感器收集植物生长环境的光数据，包括但不限于光照强度、光照时间、光照光谱等。对收集到的数据进行分析，确定植物当前的生长阶段和环境条件；根据植物的生长阶段和环境条件，对其使用不同的光谱。例如，当植物处于生长旺盛期时，增加蓝光和红光的比例；当植物处于结果期时，增加绿光和近红外光的比例，通过该方法能够针对不同作物的不同状态、不同生长周期进行不同的光谱光照过程，能够促进作物生长，在对生物进行光谱促进生长时，根据植物处传感器的生长反馈，进一步调整光谱。例如，如果植物的生长速度低于预期，可以增加蓝光和红光的比例，以促进植物的光合作用，使作物光谱促进生长过程更加的完善合理，提高作物生长效果；在上述基础上，通过传感器获取的作物状态、周期等数据反馈至控制模块处，控制模块处根据植物的生长阶段和环境条件，动态调整光谱和营养液的配比，以实现最佳的生长效果，可以同时优化光谱和营养液，以最大限度地提高光合作用和营养吸收的效率，例如，当植物处于生长旺盛期时，模块会增加蓝光和红光的比例，同时增加氮素的供应，以促进植物的光合作用和营养吸收。当植物处于结果期时，模块会增加绿光和近红外光的比例，同时增加磷和钾的供应，以促进果实的成熟和品质的提高，上述模块集成到485工业数控系统中，实现对光谱和营养液的自动化控制。不仅可以实现对光谱和营养液的自动化控制，还可以根据植物的生长阶段和环境条件，动态调整光谱和营养液的配比，以实现最佳的生长效果。此外，这个系统还可以收集和分析植物生长的相关数据，为农业生产提供决策支持，大大提高了农业生产的效率，提高作物的生产效率和质量，具有重要的实践价值。

技术特征：

1.一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，包括控制模块（1）、传感模块（2）、水泵模块（3）、计量泵模块（4）、led灯带模块（5）、营养液模块（27）；

2.根据权利要求1所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述传感模块（2）包括ph传感器（6）、光强度传感器（7）、二氧化碳传感器（8）、温湿度传感器（9）、ec传感器（10）、最低水量传感器（12）。

3.根据权利要求2所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述ph传感器（6）的输出端通过adc接口与控制模块（1）电性连接，所述光强度传感器（7）通过i2c接口与控制模块（1）双向电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述二氧化碳传感器（8）的输出端通过serial接口与控制模块（1）电性连接，所述温湿度传感器（9）的输出端通过gpio接口与控制模块（1）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述ec传感器（10）通过i2c接口与控制模块（1）双向电性连接，所述ec传感器（10）包括数字式温度传感器（11）。

6.根据权利要求5所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述水泵模块（3）包括水泵（13）与搅拌泵（14），且控制模块（1）的输出端均通过gpio接口与水泵（13）、搅拌泵（14）的输入端电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述营养液模块（27）包括五个营养液槽（28），五个所述营养液槽（28）分别用于储备氮、磷、钾、调酸值液体、调碱值液体。

8.根据权利要求7所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述控制模块（1）的输入端设置有按钮（24），且按钮（24）的输出端通过gpio接口与控制模块（1）输入端电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述控制模块（1）的输出端设置有显示屏（26），且显示屏（26）的输入端通过i2c接口与控制模块（1）电性连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，其特征在于：所述控制模块（1）包括sd卡模块（25），且sd卡模块（25）通过spi接口与控制模块（1）双向电性连接。

技术总结
本发明公开了一种基于作物生长状况的光谱和营养液集成控制系统，涉及作物生产控制技术领域，为解决现有的作物生长过程中极其容易受到光谱与营养液影响，现在系统无法对光谱与营养液进行自动化控制，容易导致作物的光合作用和营养吸收过程受到影响，增长种植周期，降低作物质量的问题。包括控制模块、传感模块、水泵模块、计量泵模块、LED灯带模块、营养液模块；还包括：微控制器，其设置在所述LED灯带模块的内部，且其设置有多个，所述微控制器的输入端通过GPIO接口与控制模块电性连接，所述LED灯带模块包括第一RGBLED灯带、远红外LED灯带、第二RGBLED灯带、全光谱LED灯带，且一个所述微控制器的输出端与第一RGBLED灯带、远红外LED灯带的输入端电性连接。

技术研发人员：孙亦武
受保护的技术使用者：长育生物科技（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4