CN102523954B

CN102523954B - 适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统、方法

Info

Publication number: CN102523954B
Application number: CN201110452470.8A
Authority: CN
Inventors: 张馨; 郑文刚; 赵春江; 田洪武; 鲍锋; 吴文彪
Original assignee: Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Current assignee: Beijing Research Center of Intelligent Equipment for Agriculture
Priority date: 2011-12-29
Filing date: 2011-12-29
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2031-12-29
Also published as: CN102523954A

Abstract

本发明涉及设施生产二氧化碳的测控与校对技术领域。公开了一种适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统、方法，系统包括：无线二氧化碳测量装置(16)和无线控制装置(18)；无线二氧化碳测量装置(16)用于采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据和存储不同作物在不同生长期气肥标准值并作为二氧化碳浓度施肥时机、施肥量的决策依据；无线控制装置(18)用于获取来自无线二氧化碳测量装置(16)的数据、标准值和控制指令进行二氧化碳施肥控制。无线二氧化碳测量装置(16)采用气体浓度变化速率跟踪、室外气体浓度、温湿度补偿等校对方式进行二氧化碳校对。本发明能实现温室环境下的二氧化碳的测控与校对。

Description

适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统、方法

技术领域

本发明涉及设施生产二氧化碳的测控与校对技术领域，具体涉及一种适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统、方法。

背景技术

合理的CO₂气肥增施能够提高作物光合作用率和抗逆性，促进作物生长发育，提高品质，已经成为目前温室大棚重要增产增收技术之一。该技术在国内经过20多年的推广，一般采用自然酵解、固体二氧化碳颗粒、适量通风、化学反应等方法获取CO₂气肥，气体发生量大都通过人工计算获取，并且增施过程中很少采用CO₂检测装置，因此无法获知当前CO₂浓度，这往往导致施肥量不足，达不到预期效果。一旦人工计算、操作失误，增施CO₂浓度过高会对绿色植物光合系统造成破坏，会出现叶片卷曲、凋谢甚至诱发营养元素缺乏，引发作物高温危险，严重时会对环境及操作、生产人员生命造成危害。因此，监测温室内CO₂含量，对传统增施方法和设备提供技术补充，方便实现经济、合理增施CO₂气肥具有重要作用。

但由于二氧化碳测量需要与空气接触，目前已有的产品不能够满足温室环境，实际使用过程中高温高湿环境会影响产品的稳定性和可靠性。同时，二氧化碳传感器目前主要依赖国外，国外常用的产品采用NDIR(非分光红外)原理，如二氧化碳传感器生产商GE公司的T6004、6613，Alphasense的IRC-A1，韩国ELT公司的H550等，产品功耗较大，平均功耗在0.2W左右，峰值功耗近1W，响应时间约30s。采用半导体原理如费加罗TGS4160，功耗更大，响应时间更慢，不适合在缺电的温室大棚中使用。英国T-MAC技术公司采用EnOcean的无线模块构建WIST(无线二氧化碳传感器)，为了解决能耗问题，该产品采用太阳能电池板，并降低测量频率以提高电池使用寿命，但是该产品主要面向工业场合应用，依然不能够应用到温室大棚生产过程中。目前市面已有的WIST大都采用无线模块加二氧化碳传感器的方式构建，主要应用于仓库、暖通等环境。公开号为CN101881762A的中国专利申请“一种基于无线传感器网络的大范围二氧化碳监测系统”提出一种无线监测方案，主要用于大气环境的监测。公开号为CN201387340的中国专利“一种二氧化碳远程监测装置”提出一种采用GSM(全球移动通信系统)短信模块的无线测量方法。公开号为CN201141847的中国专利也提出了类似的方案。在二氧化碳控制方面，一般采将二氧化碳采集与控制设备集成一体，通过一定的算法实现对二氧化碳浓度的控制。例如，公开号为CN201145848的中国专利“日光温室二氧化碳监控仪”中提出以2000ppm为临界点监控温室二氧化碳的浓度。

在二氧化碳校对方面，公开号为CN101975839A的中国专利申请“CO₂气体传感器在空气中零点自校准方法”提出一种在空气环境中，利用测量值与空气标准值之间的差值进行校准的方法。公开号为CN101874735A的中国专利申请“一种用于二氧化碳浓度计算的多参数补偿方法”主要针对医学领域，充分考虑温度、呼吸衰减等参数的影响进行测量补偿。中国发明专利申请“二氧化碳校准气体发生器的二氧化碳传感器”通过内部加热机构产生二氧化碳进行自校准。武晓利、张广军等(北京航空航天大学学报，2003.29(1)：59-62)提出红外二氧化碳传感器动态特性校准与改进，建立动态数学模型提高二氧化碳测量的动态特性。二氧化碳传感器生产商GE提出“ABC_Logic”自校验方式，采用14天为一个校对周期，测量的二氧化碳浓度需要降低到室外浓度至少3次，系统将会记录该最低的读数，每24小时为一个分析周期。如果发现对该基准读数有统计差别，校对因数将被考虑加到以后的CO₂浓度读数中，ABC_Logic系统需要被连续运行3周才能校准完成。

由此可见，现有技术的方案主要是针对工业、暖通、化工、环境等领域应用，二氧化碳测量与控制技术比较成熟，相关不同测量原理的传感器都有相应的成熟解决方案，在设施农业生产过程中对二氧化碳浓度监测大都采用传统监测方案，由于二氧化碳测量需要和空气充分接触，很多在其它领域应用的产品在高温高湿环境下其测量精度和稳定性得到很大考验，很多传感器会发生测量漂移，严重会损坏价格不菲的传感器，造成一定的损失，因此需要在设施生产过程中测量方式及结构做出调整，以满足特殊环境下准确测量。

由于传感器很多采用红外光电监测、半导体、电化学等原理进行采集，国内缺少成熟产品，很多产品依赖进口探头。目前业内传感器功耗较大，应用于无线传感器网络方面在能量消耗方面较大，很多采用大电池、太阳能方式进行能源补充，不能够满足无能源补充的设施环境长时间测量，需要在能源消耗方面做出优化。

温室施加CO₂过程的控制程序在温室气候控制系统中是一个最复杂的控制过程，因为这一控制过程与温室气候控制系统中的很多环境条件有关系，它必须对许多环境条件的变化随时做出响应。温室种植作物对CO₂的准确消耗量是随时变化的，而且CO₂消耗也受到环境温度、日照辐射和作物不同的生长期等因素的影响，目前CO₂施肥很多依据CO₂测量仪器的数值和个人经验，并没有考虑其它环境因素的影响。

目前二氧化碳校对很多是采用标准气体进行校对，需要笨重昂贵的气体发生装置或购买标准气体校对，操作复杂。同时在校对、测量过程中，人、动植物的影响较大。尤其在温室生产环境下，往往需要将传感器返回原厂进行校对，耗时长，因此会对生产产生较大的不利影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统和方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统，包括：相互连接的无线二氧化碳测量装置和无线控制装置，无线二氧化碳测量装置安装在温室环境中，无线控制装置安装在温室操作间；所述无线二氧化碳测量装置用于采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据并存储不同作物在不同生长期气肥的标准值，所采集的数据和标准值作为二氧化碳浓度施肥时机和施肥量的决策依据，还用于以多种校对方式进行二氧化碳校对；所述无线控制装置用于通过获取来自所述无线二氧化碳测量装置的数据、标准值和控制指令来进行二氧化碳施肥控制。

优选地，所述无线二氧化碳测量装置包括第一微处理器、无线二氧化碳传感器、温湿度传感器、光合有效辐射传感器、第一无线传输模块和数据存储模块，其中，无线二氧化碳传感器、温湿度传感器、光合有效辐射传感器、第一无线传输模块和数据存储模块分别与第一微处理器连接；

所述第一无线传输模块用于实现无线二氧化碳测量装置与所述无线控制装置间的无线传输，所述无线二氧化碳传感器、光合有效辐射传感器和温湿度传感器分别用于采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值以及空气温度和湿度数据，所述数据存储模块用于存储不同作物在不同生长期气肥的标准值，所述第一微处理器用于控制所述无线二氧化碳传感器、光合有效辐射传感器和温湿度传感器进行数据采集，并用于从控制数据存储模块获取所述标准值，依据所采集的数据和存储的标准值做出二氧化碳浓度施肥时机和施肥量的控制决策。

优选地，所述无线控制装置包括第二微处理器、第二无线传输模块、驱动及过零检测电路、隔离防护电路和双向可控硅，其中，所述第二无线传输模块和驱动及过零检测电路分别与第二微处理器连接，所述驱动及过零检测电路、隔离防护电路和双向可控硅依次相连，所述第二无线传输模块与第一无线传输模块连接；

所述第二微处理器用于根据所述数、标准值据和控制指令通过驱动及过零检测电路、隔离防护电路和控制双向可控硅来进行二氧化碳施肥控制。

优选地，所述无线二氧化碳测量装置还包括保护罩、白色塑料盘、电路板和防护盒；其中，所述第一微处理器、无线二氧化碳传感器、温湿度传感器、光合有效辐射传感器、第一无线传输模块均安装在所述电路板上；所述电路板固定于防护盒内，所述保护罩包括多个所述白色塑料盘；所述防护盒固定于白色塑料盘上，且位于所述保护罩内。

优选地，所述无线二氧化碳测量装置还包括固定件、天线、光传感器接口和天线馈线接口；其中，所述光合有效辐射传感器接口及天线馈线接口安装在所述电路板上；所述光合有效辐射传感器和天线固定于所述固定件上，并分别连接到所述光合有效辐射传感器接口及天线馈线接口上。

优选地，所述温湿度传感器和无线二氧化碳传感器焊接于所述电路板8上。

优选地，所述无线二氧化碳测量装置还包括供电电源和升压电路及多路电源开关，所述供电电源通过升压电路及多路电源开关与所述第一微处理器模块连接，用于为无线二氧化碳测量装置的各个模块供电。

优选地，所述无线控制装置还包括变压及防护设备和电源转换电路，所述变压及防护设备通过所述电源转换电路与所述第二微处理器连接，用于对来自电网的高压电进行变压与防护，并通过电源转换电路为无线控制装置的各个模块供电。

优选地，第一微处理器和第二微处理器均采用MSP430F2132芯片。

本发明还提供了一种利用所述系统进行温室环境的二氧化碳测控的方法，包括以下步骤：

S1、所述无线二氧化碳测量装置获取无线二氧化碳传感器、温湿度传感器、光合有效辐射传感器所采集的温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据，并将采集的数据以及数据存储模块中所存储的标准值发送到无线控制装置中；

S2、所述无线控制装置将所采集的数据与标准值进行相关比较，如果符合相关条件且具有施肥设备则开启施肥泵；如果不符合相关条件或没有施肥设备则打开风机或天窗通风。

本发明还提供了一种利用所述系统进行温室环境的二氧化碳校对的方法，包括以下步骤：

A1、所述无线控制装置对无线二氧化碳传感器设定校对方式，当无线二氧化碳测量装置获得校对指令，就进入校对模式；

A2、无线二氧化碳测量装置判断进入哪种校对模式，当为校对模式0时，把无线二氧化碳测量装置放到温室外部，无线二氧化碳测量装置打开第一微处理器的时钟并以一定的时间间隔测量二氧化碳浓度，比较前后两次测量值的差值，当连续存在差值小于一定阈值的浓度n次时，则判定当前二氧化碳浓度为大气中的浓度，采用一定的数值校对当前读数，n为正整数；当为校对模式1时，将无线二氧化碳测量装置放到温室环境中，提高二氧化碳的测量频率，计算前后两次的测量数据变化率，跟踪温室内部二氧化碳变化拐点，并通过存储在无线二氧化碳测量装置中的二氧化碳浓度值进行校对；当为校对模式2时，将无线二氧化碳测量装置置于无二氧化碳环境中进行零点校对；当为校对模式3时，无线二氧化碳测量装置采集温室环境的温度湿度数据，并调用温湿度校准曲线对无线二氧化碳传感器进行校对，实现温湿度补偿。

(三)有益效果

本发明提供了一种适用于温室环境的无线二氧化碳测、控、校一体化解决方案，通过整体测量结构与封装的优化满足设备在温室环境下的长时间可靠运行，利用无线技术将测量设备与控制设备分离，综合光合有效辐射、温湿度等环境影响，改变传统施气肥方式，提供可靠的二氧化碳环境测控模式。同时，提供在线空气环境辅助校准、设施二氧化碳变化速率跟踪校准、高温高湿补偿等多种校准模式，直接在温室环境下远程校对，降低校对难度，提高传感器测量精度，为温室环境下二氧化碳浓度的监测、二氧化碳施肥提供可靠准确的依据。

附图说明

图1为本发明实施例的系统部分结构示意图及其实施方式示意；

图2为依据本发明实施例的系统中无线二氧化碳测量装置的第一部分结构示意图；

图3为依据本发明实施例的系统中无线控制装置的结构示意图及其实施方式示意；

图4、图5为依据本发明实施例的系统中无线二氧化碳测量装置的第二、第三部分结构示意图；

图6为依据本发明实施例的系统实现二氧化碳施肥的测控逻辑示意；

图7为依据本发明实施例的系统实现二氧化碳施肥的校对逻辑示意。

其中，1保护罩；2铁质固定件；3光合有效辐射传感器；4天线；5、7螺丝；6白色塑料盘；8电路板；9温湿度传感器；10防护盒；11光合有效辐射传感器接口；12天线馈线接口；13-1第一微处理器；13-2第二微处理器；14无线二氧化碳传感器；15底部接口装置；16无线二氧化碳测量装置；17施肥泵；18无线控制装置；19通风设备；20供电电源；21-1第一无线传输模块；21-2第二无线传输模块；22数据存储模块；23段码液晶屏；24变压及防护设备；25电源转换电路；26驱动及过零检测电路；27隔离防护电路；28双向可控硅；29风机；30天窗；31升压电路及多路电源开关；32温室环境；33温室操作间。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，依据本发明实施例的系统包括无线二氧化碳测量装置16、无线控制装置18，无线二氧化碳测量装置16安装在温室环境32中，无线控制装置18安装在温室操作间33，无线控制装置18连接施肥泵17(本实施例中为二氧化碳施肥泵)，风机29或天窗30。通过无线二氧化碳测量装置16与无线控制装置18之间的通信，实现二氧化碳施肥、校对自动化、智能化。图1中的虚线所表示的模块并非无线二氧化碳测量装置16的一部分，仅用于示意其实施方式。

如图2所示，无线二氧化碳测量装置16包括第一微处理器13-1(本实施例中采用MSP430F2132芯片)、无线二氧化碳传感器14(GSS)、温湿度传感器9、光合有效辐射传感器3、供电电源20、第一无线传输模块21-1、数据存储模块22。其中，无线二氧化碳传感器14、温湿度传感器9、光合有效辐射传感器3、供电电源20、第一无线传输模块21-1、数据存储模块22分别与第一微处理器13-1连接。

数据存储模块22用于存储不同作物在不同生长期的二氧化碳气肥标准值(即专家知识数据)，所述无线二氧化碳测量装置16通过无线二氧化碳传感器14、温湿度传感器9以及光合有效辐射传感器3采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据并从数据存储模块22获取标准值，所采集的数据和标准值作为二氧化碳浓度施肥时机和施肥量的决策依据。第一无线传输模块21-1为无线二氧化碳测量装置16提供无线传输手段。供电电源20采用两节5号电池，通过升压电路及多路电源开关31为无线二氧化碳测量装置16的其它各个部件提供3.3V电源，当需要与某个部件通信时便打开该供电电源20，不通信时即关闭供电电源20，这样可以降低系统功耗，延长工作时间。

如图3所示，无线控制装置18包括第二微处理器13-2、第二无线传输模块21-2、段码液晶屏23、变压及防护设备24、电源转换电路25、驱动及过零检测电路26、隔离防护电路27和双向可控硅28。无线控制装置18通过第二无线传输模块21-2获得来自无线二氧化碳传感器14、温湿度传感器9以及光合有效辐射传感器3所采集的数据以及来自第一微处理器13-1的控制指令，该数据和控制指令经过第二微处理器13-2(本实施例中采用MSP430F2132芯片)处理，通过段码液晶屏23显示该数据和控制状态，第二微处理器13-2通过驱动及过零检测电路26、隔离防护电路27和控制双向可控硅28对风机29、天窗30或施肥泵17进行开闭控制，从而来进行二氧化碳施肥控制。电网中的变压及防护设备24对高压电进行变压与防护，通过电源转换电路25为无线控制装置18的运行供电。其中，驱动及过零检测电路26用于提高第二微处理器13-2的控制驱动能力，为双向可控硅28提供可靠的驱动及触发信号，隔离防护电路27用于对控制装置18提供保护，防止风机和天窗等设备对控制装置18产生电流反冲以及外部干扰(如雷击、电磁干扰、电源扰动等)；双向可控硅28用于对风机等电机设备提供开关、调速等操作。图3中的虚线所表示的模块并非无线控制装置18的一部分，仅用于示意其实施方式。

如图4、图5所示，无线二氧化碳测量装置16还包括保护罩1、铁质固定件2、天线4、螺丝5、白色塑料盘6、螺丝7、电路板8、防护盒10、光合有效辐射传感器接口11、天线馈线接口12、底部接口装置15。无线二氧化碳测量装置16的第一微处理器13-1、无线二氧化碳传感器14、温湿度传感器9、光合有效辐射传感器3、供电电源20、第一无线传输模块21-1、数据存储模块22均安装在电路板8上，电路板8通过四个螺丝7固定于透气防护盒10里，通过底部接口装置15固定于白色塑料盘6上，并置于多个中间开孔的白色塑料盘6组成的保护罩1中，为二氧化碳相关信息采集提供多层防护，使整个无线二氧化碳测量装置16适合温室的高温高湿环境。保护罩1顶部采用铁质固定件2和螺丝5固定，光合有效辐射传感器3和天线4固定于铁固定件2上，并通过连接线分别连接到内部电路板8的光合有效辐射传感器接口11及天线馈线接口12。温湿度传感器9、二氧化碳传感器14焊接于电路板8上。整个装置16通过铁质固定件2可固定于温室墙壁、横梁或支撑柱上。

本发明系统的测控原理如下：

如图6所示，首先，无线二氧化碳测量装置16获取无线二氧化碳传感器14、温湿度传感器9、光合有效辐射传感器3所采集的温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据，并将采集的数据以及数据存储模块22中所存储的标准值发送到控制装置18中，控制装置18将二者进行相关比较，如果符合相关条件(指当前二氧化碳浓度、光合有效辐射、温湿度为合适的施肥环境)并具有施肥设备的情况下开启二氧化碳施肥泵，如果不符合相关条件或没有施肥装置即打开风机或天窗通风以提高温室二氧化碳浓度。如果当前光合有效辐射值低于数据存储模块中所存储的数据中的专家知识设置点、或者不处于合适施肥温度、湿度范围即关闭二氧化碳施肥泵，并等待合适的条件到来。通过多种环境因子综合调控温室二氧化碳浓度，容易获得合适的二氧化碳施肥时机，提高二氧化碳施肥效率，降低成本，提高产量和品质。

本发明系统的校对原理如下：

如图7所示，系统具有4种校对方式，校对方式是通过无线控制装置18对无线二氧化碳传感器14进行设定，当无线二氧化碳测量装置16进入时通过无线获得校对指令，即进入校对模式，并判断进入何种校对模式，当为校对模式0时，把无线二氧化碳测量装置16放到温室外部环境稳定的地方，装置16打开第一微处理器13-1的时钟并以2分钟的时间间隔测量二氧化碳浓度，并比较前后两次测量值的差值，当连续存在差值小于20ppm的浓度10次时，即判定当前二氧化碳浓度为大气中的浓度，采用400ppm数值校对当前读数；当进入校对模式1，装置16将在温室环境内开展校对，首先提高二氧化碳的测量频率，并计算前后两次的数据变化率，以跟踪温室内二氧化碳浓度变化的拐点，通过存储在装置16中的二氧化碳浓度值进行校对。本模式根据设施生产过程中二氧化碳变化存在的一定规律，及晚上二氧化碳浓度增加、早上浓度会渐渐减少的趋势来跟踪获取温室内浓度的拐点，以准确的固定值进行校对；当进入校对模式2时，将无线二氧化碳测量装置16置于无二氧化碳环境，当环境稳定后，进行零点校对；当进入校对模式3时无线二氧化碳测量装置16将采集环境温度湿度，并调用温湿度校准曲线(由二氧化碳探头厂商提供)对传感器14进行校对，实现温湿度补偿，提高在设施环境中的测量精度。

全部校对过程都是通过无线控制装置18进行无线远程自动操作，其中校对模式1实现在温室环境中直接校对，将人畜、植物、环境的影响降到最低，减少校对成本，提高测量精度。

由以上实施例可以看出，本发明的技术关键点在于：

1、针对设施应用，环境二氧化碳感知及采集通讯装置采用多层防辐射罩、防水透气密闭封装等防护方式，即可满足二氧化碳测量所需通风透气条件，亦能对感测探头及电路在设施环境的多级防护，实现设施高温高湿环境下可靠测量；

2、采用低功耗无线分立测控方式，设备之间可以相互通讯，利用测量结果结合存储其中设施作物二氧化碳施肥知识库，根据测量的光合有效辐射、温湿度、二氧化碳浓度，综合判断最佳施肥时机、施肥量，为施肥者提供操作信息或控制施肥装置和通风装置调节二氧化碳浓度，实现二氧化碳浓度智能调控，最大限度提高气肥施肥效率，提高品质和产量；

3、结合无线技术、多传感器信息融合技术采用外部空气环境辅助校准、设施二氧化碳变化速率跟踪校准、高温高湿度补偿等多种校准模式，可以在设施生产环境中直接校准，实现远程智能自校准，将人畜、植物、环境的影响降为最低，减少校对成本，提高测量精度。

与现有的技术比较，本发明的优点是：

1、本发明优化结构设计，采用多种防护方式，使二氧化碳测量受设施环境影响最小；

2、利用无线技术、多传感器融合技术，提出二氧化碳变化速率跟踪校准技术，实现在温室二氧化碳多变环境中可靠校对，降低校对成本，提高测量精度；

3、物联网技术在温室二氧化碳测控过程中深入应用，二氧化碳测量装置与风机、天窗、施肥装置分离，构成二氧化碳测控集散装置，提高系统稳定性与安全性；

4、在完成传感器校对过程中，同时实现对温室温湿度、光合有效辐射等参数测量，并在操作室中的无线控制设备上显示，方便实施环境调控措施实现温室关键参数的采集。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种适用于温室环境的二氧化碳的测控与校对系统，其特征在于，包括：相互连接的无线二氧化碳测量装置（16）和无线控制装置（18），无线二氧化碳测量装置（16）安装在温室环境（32）中，无线控制装置（18）安装在温室操作间（33）；所述无线二氧化碳测量装置（16）用于采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据并存储不同作物在不同生长期气肥的标准值，所采集的数据和标准值作为二氧化碳浓度施肥时机和施肥量的决策依据，还用于以多种校对方式进行二氧化碳校对；所述无线控制装置（18）用于通过获取来自所述无线二氧化碳测量装置（16）的数据、标准值和控制指令来进行二氧化碳施肥控制；

所述无线二氧化碳测量装置（16）包括第一微处理器（13-1）、无线二氧化碳传感器（14）、温湿度传感器（9）、光合有效辐射传感器（3）、第一无线传输模块（21-1）和数据存储模块（22），其中，无线二氧化碳传感器（14）、温湿度传感器（9）、光合有效辐射传感器（3）、第一无线传输模块（21-1）和数据存储模块（22）分别与第一微处理器（13-1）连接；

所述无线二氧化碳测量装置（16）还包括保护罩（1）、白色塑料盘（6）、电路板（8）和防护盒（10）；其中，所述第一微处理器（13-1）、无线二氧化碳传感器（14）、温湿度传感器（9）、光合有效辐射传感器（3）、第一无线传输模块（21-1）均安装在所述电路板（8）上；所述电路板（8）固定于防护盒（10）内，所述保护罩包括多个所述白色塑料盘（6）；所述防护盒（10）固定于白色塑料盘（6）上，且位于所述保护罩（1）内；

所述无线二氧化碳测量装置（16）还包括固定件、天线（4）、光合有效辐射传感器接口（11）和天线馈线接口（12）；其中，所述光合有效辐射传感器接口（11）及天线馈线接口（12）安装在所述电路板（8）上；所述光合有效辐射传感器（3）和天线（4）固定于所述固定件（2）上，并分别连接到所述光合有效辐射传感器接口（11）及天线馈线接口（12）上；

所述多种校对方式包括校对方式0、校对方式1、校对方式2以及校对方式3，其中，当为校对模式0时，把无线二氧化碳测量装置（16）放到温室外部，无线二氧化碳测量装置（16）打开第一微处理器（13-1）的时钟并以一定的时间间隔测量二氧化碳浓度，比较前后两次测量值的差值，当连续存在差值小于一定阈值的浓度n次时，则判定当前二氧化碳浓度为大气中的浓度，采用一定的数值校对当前读数，n为正整数；当为校对模式1时，将无线二氧化碳测量装置（16）放到温室环境中，提高二氧化碳的测量频率，计算前后两次的测量数据变化率，跟踪温室内部二氧化碳变化拐点，并通过存储在无线二氧化碳测量装置（16）中的二氧化碳浓度值进行校对；当为校对模式2时，将无线二氧化碳测量装置（16）置于无二氧化碳环境中进行零点校对；当为校对模式3时，无线二氧化碳测量装置（16）采集温室环境的温度湿度数据，并调用温湿度校准曲线对无线二氧化碳传感器（14）进行校对，实现温湿度补偿。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一无线传输模块（21-1）用于实现无线二氧化碳测量装置（16）与所述无线控制装置（18）间的无线传输，所述无线二氧化碳传感器（14）、光合有效辐射传感器（3）和温湿度传感器（9）分别用于采集温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值以及空气温度和湿度数据，所述数据存储模块（22）用于存储不同作物在不同生长期气肥的标准值，所述第一微处理器（13-1）用于控制所述无线二氧化碳传感器（14）、光合有效辐射传感器（3）和温湿度传感器（9）进行数据采集，并用于从控制数据存储模块（22）获取所述标准值，依据所采集的数据和存储的标准值做出二氧化碳浓度施肥时机和施肥量的控制决策。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线控制装置（18）包括第二微处理器（13-2）、第二无线传输模块（21-2）、驱动及过零检测电路（26）、隔离防护电路（27）和双向可控硅（28），其中，所述第二无线传输模块（21-2）和驱动及过零检测电路（26）分别与第二微处理器（13-2）连接，所述驱动及过零检测电路（26）、隔离防护电路（27）和双向可控硅（28）依次相连，所述第二无线传输模块（21-2）与第一无线传输模块（21-1）连接；

所述第二微处理器（13-2）用于根据所述数据、标准值和控制指令通过驱动及过零检测电路（26）、隔离防护电路（27）和控制双向可控硅（28）来进行二氧化碳施肥控制。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述温湿度传感器（9）和无线二氧化碳传感器（14）焊接于所述电路板（8）上。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线二氧化碳测量装置（16）还包括供电电源（20）和升压电路及多路电源开关（31），所述供电电源（20）通过升压电路及多路电源开关（31）与所述第一微处理器模块（13-1）连接，用于为无线二氧化碳测量装置（16）的各个模块供电。

6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述无线控制装置（18）还包括变压及防护设备（24）和电源转换电路（25），所述变压及防护设备（24）通过所述电源转换电路（25）与所述第二微处理器（13-2）连接，用于对来自电网的高压电进行变压与防护，并通过电源转换电路（25）为无线控制装置（18）的各个模块供电。

7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，第一微处理器（13-1）和第二微处理器（13-3）均采用MSP430F2132芯片。

8.一种利用权利要求1～7之一所述的系统进行温室环境的二氧化碳测控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、所述无线二氧化碳测量装置（16）获取无线二氧化碳传感器（14）、温湿度传感器（9）、光合有效辐射传感器（3）所采集的温室二氧化碳施肥浓度、光合有效辐射值、空气温度和湿度数据，并将采集的数据以及数据存储模块（22）中所存储的标准值发送到无线控制装置（18）中；

S2、所述无线控制装置（18）将所采集的数据与标准值进行相关比较，如果符合相关条件且具有施肥设备则开启施肥泵；如果不符合相关条件或没有施肥设备则打开风机或天窗通风。

9.一种利用权利要求1～7之一所述的系统进行温室环境的二氧化碳校对的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、所述无线控制装置（18）对无线二氧化碳传感器（14）设定校对方式，当无线二氧化碳测量装置（16）获得校对指令，就进入校对模式；

A2、无线二氧化碳测量装置（16）判断进入哪种校对模式，当为校对模式0时，把无线二氧化碳测量装置（16）放到温室外部，无线二氧化碳测量装置（16）打开第一微处理器（13-1）的时钟并以一定的时间间隔测量二氧化碳浓度，比较前后两次测量值的差值，当连续存在差值小于一定阈值的浓度n次时，则判定当前二氧化碳浓度为大气中的浓度，采用一定的数值校对当前读数，n为正整数；当为校对模式1时，将无线二氧化碳测量装置（16）放到温室环境中，提高二氧化碳的测量频率，计算前后两次的测量数据变化率，跟踪温室内部二氧化碳变化拐点，并通过存储在无线二氧化碳测量装置（16）中的二氧化碳浓度值进行校对；当为校对模式2时，将无线二氧化碳测量装置（16）置于无二氧化碳环境中进行零点校对；当为校对模式3时，无线二氧化碳测量装置（16）采集温室环境的温度湿度数据，并调用温湿度校准曲线对无线二氧化碳传感器（14）进行校对，实现温湿度补偿。