專利名稱：設施農業溫室自動控制補光系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種氣體濃度檢測及自動控制補光設備，屬于設施農業領域。 技術背景在我國北方設施農業生產中，由于冬季寒冷，設施農業溫室占有重要地位，溫室技 術是通過將其中農作物與外界分開，保持溫室中的光照、溫度、濕度等農作物生長所需的自 然條件來維持作物的生長，一旦這些自然條件發生變化將會影響作物的生長。目前，已有應 用自動控制設備來調節溫室中自然條件的研究，如《中國專利》2006年2月1日公告的，專 利號ZL 200420041334. 5，申請日2004年6月15日，實用新型名稱全自動智能農業溫 室。該裝置包含有光敏傳感器、夜照燈、CO2發生器等裝置，當溫室中的光照不足時進行補 光，CO2濃度不足時CO2發生器工作，具有智能化的特點。但不足之處在于只是孤立的調節 各種農作物生長所需的自然條件，而這些自然條件之間有著相互影響、相互制約的關系。眾 所周知，(X)2的濃度在一定范圍內有利于作物的生長，當光照不長期足時，植物的呼吸作用 增強，引起溫室中CO2濃度逐步增高，為了調節CO2的濃度以利于作物的增長，可以采取適時 地補光措施促進作物的光合作用，降低(X)2的濃度。
發明內容為了克服溫室中農作物由于光照不足引起的CO2濃度相對增高，必須及時采取適 時地補光措施問題，本實用新型提供一種設施農業溫室自動控制補光系統，通過比較溫室 中CO2濃度和預置值，當檢測到的CO2濃度值大于預置值時自動控制補光系統接通備用光源 對植物進行補光。本實用新型包括超聲波(X)2濃度檢測儀，CO2濃度檢測儀的傳感器的信號輸出連接 放大器、電壓比較器I、電壓比較器II、單片機、光源驅動電路、聲光超限報警電路。單片機型號為AT89C51單片機。超聲波CO2濃度檢測儀將傳感器的信號輸出到放大器，以得到足夠大的檢測信號。 放大器將此檢測信號同時通過電壓比較器I和電壓比較器II，在電壓比較器I中有預置值 I，檢測信號如果大于預置值I時表示此時溫室中的CO2濃度偏高，則電壓比較器I就輸出 一個高電壓給單片機，單片機將此高電壓儲存到其一個內部存儲單元中，通過軟件編程對 單片機進行控制，當單片機收到電壓比較器I的3個連續高電壓時(單片機每隔60秒接收 一次電壓比較器I發送來的信號)，單片機確定溫室中的(X)2濃度確實偏高，單片機驅動光 源電路開啟，對作物進行補光，否則單片機認為溫室中的CO2濃度正常，不驅動光源電路。與電壓比較器I并聯一個電壓比較器II，在電壓比較器II中有預置值II，檢測信 號與預置值II進行比較，檢測信號如果大于預置值II表明此時溫室中的(X)2濃度嚴重偏 高，電壓比較器II就輸出一個高電壓送給單片機，單片機收到此高電壓后控制聲光報警系 統進行聲、光報警，達到提示人為采取必要緊急措施的目的。由于不同的農作物對外界(X)2濃度與其光合作用能力有所不同，因此采用單片機控制電壓比較器I、電壓比較器II的電位器從而間接控制預置值I、預置值II，因此自動控 制補光系統可以廣泛應用于栽培各種農作物的溫室。本實用新型的有益效果是當作物的光合作用削弱時可以及時發現并迅速對其采 取補光措施，以達到促進作物生長的目的；采用單片機間接控制預置值I、預置值II，使用 簡單方便。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的電路結構框圖。圖2是設施農業溫室自動控制補光系統流程圖。圖中1、超聲波CO2濃度檢測儀，2、放大器，3、電壓比較器1，4、電壓比較器11，5、單片 機，6、光源驅動電路，7、聲光超限報警電路，8、光源。
具體實施方式
在
圖1中，超聲波CO2濃度檢測儀⑴連接放大器O)，放大器⑵分別連接電壓 比較器I (3)和電壓比較器IK4)，電壓比較器I (3)和電壓比較器II⑷與單片機(5)連 接，單片機( 分別連接光源驅動電路(6)和聲光超限報警電路(7)，光源驅動電路(6)連 接光源(8)，電壓比較器I (3)中有預置值I，電壓比較器II⑷中有預置值II，為了適用于 各種不同農作物的溫室，采用單片機控制電壓比較器I⑶、電壓比較器11⑷的電位器從 而間接控制預置值I、預置值II。如圖2所示，初始時設置一個標志位T，令T = 3，表示只有檢測到連續的3個電壓 比較器I (3)輸入的高電壓信號才認為溫室中CO2濃度偏高，需要進行補光。系統開始工作 后，單片機(5)首先檢測是否有高電平信號輸入，如果有高電平信號輸入則標志位T = T-I, 沒有高電平信號輸入則繼續等待判斷下一個采樣信號，同時將標志位復位為T = 3，并且不 驅動光源驅動電路(6)或聲光超限報警電路(7)。當有高電平信號輸入時，單片機(5)檢測 是否為電壓比較器II⑷向單片機(5)輸入的信號，如果是電壓比較器11(4)輸入的高電 平信號則單片機(5)發出一個高電平信號給聲光超限報警電路(7)以驅動聲、光報警，否則 單片機(5)檢測是否為電壓比較器I (3)向單片機(5)輸入的信號，若不是電壓比較器1(3) 輸入的信號則轉回到檢測采樣等待下一個信號，同時將標志位復位為T = 3 ；若是電壓比較 器I (3)輸入的信號則將此信號儲存到單片機(5)的存儲器中，然后比較標志位T是否為0， 當標志位T = 0時說明已經采集連續的3個高電壓信號，此時系統確定溫室中(X)2濃度偏 高，單片機( 輸出一個持續的高電平來驅動光源驅動電路(6)，進而開啟光源(8)，同時重 新回到采樣初始處，將標志位復位為T = 3，系統等待判斷下一個采樣信號；標志位T興0時 說明沒有連續采集3個高電壓信號，系統繼續等待判斷下一個信號。這種控制方式結構簡單，可靠，可以通過單片機時時監控溫室中CO2濃度來判斷是 否需要對作物采取補光措施，并且多次采集以校正誤差，無須人工操作，節省了成本，實現 簡單實用的設計目的。
權利要求1.一種設施農業溫室自動控制補光系統，其特征在于包括超聲波(X)2濃度檢測儀 (1)，超聲波CO2濃度檢測儀⑴的傳感器的信號輸出到放大器0)，放大器(2)分別連接電 壓比較器1(3)和電壓比較器IK4)，電壓比較器1(3)和電壓比較器II⑷分別與單片機(5)連接，單片機( 分別連接光源驅動電路(6)和聲光超限報警電路(7)，光源驅動電路(6)連接光源(8)。
2.根據權利要求1所述的設施農業溫室自動控制補光系統，其特征在于單片機(5) 型號為AT89C51單片機。
專利摘要一種設施農業溫室自動控制補光系統，涉及一種溫室內氣體濃度檢測及自動控制補光設備。包括超聲波CO2濃度檢測儀，CO2濃度檢測儀的傳感器的信號輸出連接放大器、電壓比較器I、電壓比較器II、AT89C51單片機、光源驅動電路、聲光超限報警電路。通過單片機檢測由超聲波CO2濃度檢測儀傳來的檢測信號，并且判斷信號來源，如果是電壓是來自比較器II，單片機則開啟聲光超限報警電路；若是電壓來自比較器I，單片機則將此信號儲存到存儲器中，然后單片機進行多次采集校正，確定溫室內CO2的濃度，當系統確定溫室中CO2濃度偏高后，單片機開啟光源對植物進行補光。所以，溫室內的光照可以長期維持于最佳狀態。這種控制方式結構簡單，可靠，節省了成本，簡單實用。
文檔編號A01G9/20GK201898761SQ2010205069
公開日2011年7月20日 申請日期2010年8月27日 優先權日2010年8月27日
發明者李延國, 李建軍, 王天慧, 王淑蘭, 王躍勇, 由莉莉, 趙雅君 申請人:長春市農業機械研究院