专利名称：一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及农业大棚栽培用测控仪表，具体地说是一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪。
背景技术：
利用栽培大棚生产甜樱桃，可使甜樱桃果实提前成熟，年平均收入比同面积露地生产增加5 10倍，由于经济效益显著，近几年国内樱桃产区出现了大批多种形式的甜樱桃栽培大棚，但受技术水平、经济基础、保护地栽培经验等条件的限制，也出现了许多问题，特别是对大棚内主要环境因子温、湿度的监测，仍普遍沿用传统的水银柱、红汞柱、煤油柱玻璃棒温、湿度计和机械感应式温、湿度计，并以其检测值为调控依据，由于上述传统仪器反应速度慢，功能落后，对大棚内不同位置、不同高度、不同时间形成的温、湿度差异，很难 准确监测，尤其是在夜间和雨雪天气，需频繁进出大棚，虽然劳动强度很大，但也无法准确监测棚内温、湿度值，存在出现5°C以下低温和30°C以上高温的风险，而大棚内生产的甜樱桃，属于反季节果实，在花期对5°C以下低温、在成熟期对30°C以上高温特别敏感，一旦出现，就会造成产量和质量的严重下降，甚至造成局部绝产。
发明内容为解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪，对甜樱桃栽培大棚内的温、湿度进行多点遥测，实现了对由于不同高度、不同位置形成的温度场、湿度场的高精度宽范围动态调控，实现甜樱桃栽培大棚稳产高产，经济效益显著。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪，包含有电源变换单元、信号转换单元、信号处理单元、信号放大单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元和执行单元，所述电源变换单元将电网电源转换成基准源2. 5V的专用信号转换电源、5V的专用信号放大电源和±5V的低压共用电源，所述±5V的低压共用电源为所述信号处理单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元提供电源，所述信号转换单元包含有温度传感器、湿度传感器和信号转换电路，所述温度传感器和湿度传感器设置于栽培大棚内，将大棚内的温度、湿度信号输入信号转换电路，所述信号转换电路的输出信号输入信号处理单元，所述信号处理单元经过处理后的输出信号输入信号放大单元，经过放大后的输出信号分为三路，第一路输入到检测值设定值显示单元，第二路输入到智能化处理单元，经过处理后输入到数据存储单元，第三路输入到控制单元，输出信号再输入到执行单元，所述数据存储单元具有计算机通用接口，用以通过计算机处理存储数据，所述控制单元包含有多点联控电路、声光报警电路及开关信号，所述多点联控电路分别与声光报警电路、开关信号连接，所述多点联控电路实现大棚内多个温湿度测试点的联合控制，所述开关信号用以控制执行单元内的执行器件的开关，所述执行器件包含有调节风道、遮阳网、加热器、加湿器、保温棉被，所述信号转换电路包含有集成带隙基准电压源G、l. 5 kQ精密线绕电位器Rw、分度号Pt 100的钼热敏电阻Rt和三个精密线绕电阻器R1、R2、R3,所述集成带隙基准电压源G分别与I. 5 kQ精密线绕电位器Rw、分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt、精密绕线电阻器R3连接，所述I. 5 kQ精密线绕电位器&的两端分别与精密绕线电阻器札和精密绕线电阻器R2连接，所述分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt与所述精密绕线电阻器R1连接并且其结点作为信号输出端，所述精密绕线电阻器R2的另一端与精密绕线电阻器R3的另一端连接并且其结点作为信号输出端，所述三个精密绕线电阻器的阻值分别为RJ. 5 kQ、R27. 5 kQ、R3IOO Ω。本实用新型安装在甜樱桃栽培大棚外的值班室内，由温、湿度传感器将大棚内具有代表性位置的温、湿度及变化状态，通过信号电缆传送到值班室内的本实用新型，信号电缆长度可在O 500米内任意设定，值班人员在值班室内就可监测大棚内温、湿度值，避免了频繁进出大棚观看检测值，如检测值超出要求范围，会自动发出声光报警，提醒值班人员立即进行调控，显著降低了值班人员的劳动强度；采用电源变换电路输出2. 5ν、5ν、正负5ν三种直流电源，为信号转换单元和信号放大单元提供了专用工作电源，为信号处理单元、监 测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元和控制单元提供了适宜的共用工作电源，与防噪声防温漂的信号转换电路结合，成功预防了由电源电压波动、外来噪声信号、温度漂移引起的共模干扰，使监测值稳定可靠；可通过接口与计算机连接，实现利用计算机对其内部存储数据的处理，也可脱机工作，体积小，成本低，携带放置方便，实用性强，易于普及；经甜樱桃栽培大棚生产实际应用表明，产量和质量均有显著提高，与没使用该装置的同类大棚相比，亩产量增加20 %，优质果率增加17 %。
图I为本实用新型的结构原理示意图；图2为本实用新型信号转换电路的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述如图I所示，本实用新型包含有电源变换单元、信号转换单元、信号处理单元、信号放大单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元和执行单
J Li ο所述电源变换单元将电网电源转换成基准源2. 5V的专用信号转换电源、5V的专用信号放大电源和±5V的低压共用电源，所述±5V的低压共用电源为所述信号处理单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元提供电源。执行单元和甜樱桃栽培大棚内的用电直接使用电网电源即可。所述信号转换单元包含有温度传感器、湿度传感器和信号转换电路，所述温度传感器和湿度传感器设置于栽培大棚内，将大棚内的温度信号、湿度信号以及地温信号等输入信号转换电路，所述信号转换电路的输出信号输入信号处理单元，所述信号处理单元经过滤波、整形等处理后的输出信号输入信号放大单元，信号放大电路进行防噪声、防温漂和线性化的处理，经过放大后的输出信号分为三路，第一路输入到检测值设定值显示单元，进行温度、湿度的数据显示和上下限值设定，第二路输入到智能化处理单元，进行A/D转换、数据处理、信号输出等智能化处理，处理后输入到数据存贮单元，第三路输入到控制单元，输出信号再输入到执行单元，所述数据存贮单元具有微机通用接口，用以通过微机处理存储数据，将数据存储器中的有效数据转换成曲线图、数据表格和处理方法等多种多样的表达形式，还可利用互联网功能远距离显示、打印和传输。信号转换电路是装置中最容易受到温度漂移和电压波动等干扰因素影响而产生测量误差的单元电路，该电路的转换精度和稳定性对保证本发明的测控精度具有关键作用。如图2所示，所述信号转换电路包含有LM1403AN型集成带隙基准电压源G、HP_16型I. 5 kQ精密线绕电位器Rw、WZP型分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt和三个RX710-A型精密线绕电阻器RpRyR3，所述LM1403AN型集成带隙基准电压源输入5V直流电压，输出2. 5V基准电压，本身具有防温漂防噪声功能，所述HP-16型I. 5 kQ精密线绕电位器Rw的温度系数±0. 002%/°C，所述RX710-A型精密线绕电阻器R1' R2> R3的阻值分别为7. 5 kQ、7. 5kQUOO Ω，温度系数都是 ±0. 0005%/0C ο所述集成带隙基准电压源G分别与I. 5 kQ精密线绕电位器Rw、分度号PtlOO的 钼热敏电阻Rt、精密绕线电阻器R3连接，所述I. 5 kQ精密线绕电位器Rw的两端分别与精密绕线电阻器R1和精密绕线电阻器R2连接，所述分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt与所述精密绕线电阻器R1连接并且其结点作为信号输出端，所述精密绕线电阻器R2的另一端与精密绕线电阻器R3的另一端连接并且其结点作为信号输出端。采用上述特定的电路元件及电路连接关系，能够有效预防温度漂移和电压波动造成的干扰。所述控制单元包含有多点联控电路、声光报警电路及开关信号，所述多点联控电路分别与声光报警电路、开关信号连接，所述多点联控电路实现大棚内多个温湿度测试点的联合控制，所述开关信号用以控制执行单元内的执行器件的开关，所述执行器件包含有调节风道、遮阳网、加热器、加湿器、保温棉被，对大棚内温度场、湿度场的多个监测点进行联合控制，可接受来自信号放大单元的多点温、湿度信号，其中任何一点的温、湿度信号值超出要求范围，都会立即发出声光报警。本实用新型在使用过程中，将其放置在大棚外面的值班室，信号转换单元利用温、湿度传感器，将检测现场的温、湿度及变化信号通过信号转换电路变换成电信号，该电信号被输送到信号处理单元，经滤波整形后输送给信号放大单元，经线性放大后分成三路同时输送到三个单元，第一路输送到检测值设定值显示电路，直接数字显示现场的温、湿度值。第二路输送到智能化处理单元经模数转换和计算处理后，输送到数据存储单元，该单元将积累的有效数据通过计算机通用接口输送到计算机，利用计算机灵活的软件功能，将有效数据转换成曲线、图表等多种表达形式，有利于准确分析大棚内温湿度环境因子对甜樱桃产量和质量的影响规律，高精度动态调控其变换范围，还可利用互联网进行远距离显示、打印、传输。第三路输送到控制单元，推动多点联控声光报警器在需要时发出报警，同时推动输出开关控制信号到执行单元，该单元根据接收到的开关控制信号调节风道、遮阳网、力口热器、加湿器、保温棉被的工作状态，使甜樱桃栽培大棚内的温、湿度始终分别动态保持在5 30°C和55 75 % RH要求范围内。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保 护范围。
权利要求1. 一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪，其特征在于，包含有电源变换单元、信号转换单元、信号处理单元、信号放大单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元和执行单元，所述电源变换单元将电网电源转换成基准源2. 5V的专用信号转换电源、5V的专用信号放大电源和土 5V的低压共用电源，所述土 5V的低压共用电源为所述信号处理单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元提供电源，所述信号转换单元包含有温度传感器、湿度传感器和信号转换电路，所述温度传感器和湿度传感器设置于栽培大棚内，将大棚内的温度、湿度信号输入信号转换电路，所述信号转换电路的输出信号输入信号处理单元，所述信号处理单元经过处理后的输出信号输入信号放大单元，经过放大后的输出信号分为三路，第一路输入到检测值设定值显示单元，第二路输入到智能化处理单元，经过处理后输入到数据存储单元，第三路输入到控制单元，输出信号再输入到执行单元，所述数据存储单元具有计算机通用接口，用以通过计算机处理存储数据，所述控制单元包含有多点联控电路、声光报警电路及开关信号，所述多点联控电路分别与声光报警电路、开关信号连接，所述多点联控电路实现大棚内多个温湿度测试点的联合控制，所述开关信号用以控制执行单元内的执行器件的开关，所述执行器件包含有调节风道、遮阳网、加热器、加湿器、保温棉被，所述信号转换电路包含有集成带隙基准电压源G、1.5 kQ精密线绕电位器Rff、分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt和三个精密线绕电阻器&、R2>R3，所述集成带隙基准电压源G分别与I. 5 kQ精密线绕电位器Rw、分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt、精密绕线电阻器R3连接，所述I. 5 kQ精密线绕电位器Rw的两端分别与精密绕线电阻器R1和精密绕线电阻器R2连接，所述分度号PtlOO的钼热敏电阻Rt与所述精密绕线电阻器R1连接并且其结点作为信号输出端，所述精密绕线电阻器R2的另一端与精密绕线电阻器R3的另一端连接并且其结点作为信号输出端，所述三个精密绕线电阻器的阻值分别为RJ. 5 kΩ , R27. 5 kQ、R3IOO Ω。
专利摘要本实用新型公开了一种甜樱桃栽培大棚环境因子测控仪，涉及农业大棚栽培用测控仪表，包含有电源变换单元、信号转换单元、信号处理单元、信号放大单元、监测值设定值显示单元、智能化处理单元、数据存储单元、控制单元和执行单元。本实用新型对甜樱桃栽培大棚内的温、湿度进行多点遥测，实现了对由于不同高度、不同位置形成的温度场、湿度场的高精度宽范围动态调控，实现甜樱桃栽培大棚稳产高产，经济效益显著。
文档编号G05D27/02GK202720532SQ201220387629
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者张道辉, 刘庆忠, 王绛辉, 魏海蓉, 宗晓娟, 王甲威 申请人:山东省果树研究所