CN104542029A - 采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，包括信号采集模块、信号比较模块、电场发生模块。促使电场发生系统产生与该植物生物电位波动相吻合的生物电场，具有相同特征的电场激发的电信号能被植物无伤害地接受并成倍加强植物生物电效应，生物电电效应促使植物加速细胞光合放氧和水分蒸发，不断补充和提高空气中氧气含量，且促使植物释放完全生态化的空气负氧离子，其植物美化环境、保湿和释放植物芬多精等自然属性均不仅可维持不变，而且使用寿命长，是一种实现高效率、低能耗和绿色环保的“生态级负氧离子生成机”。从而带给都市房间森林态的空气，在室内形成负氧离子疗养浴环境。

Description

采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置

技术领域

本发明涉及加强植物释放负氧离子领域，具体是一种通过采集植物生物电信号并根据采集信号特征激励植物生物电效应促使植物叶端倍增放电释放负氧离子的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置。

背景技术

工业化进程和城镇化进程的推进很大程度上促进了国民生活水平的提升，但是同样的也衍生了严重的环境问题，甚至直逼居民健康底线，诱发诸多疾病，将市民的健康悬于一线之间，空气污染治理成为整个社会关注的热点问题之一。

植物是一种天然的空气净化器，这是因为植物叶片不但能够放出植物芬多精和氧气，还可以释放空气负氧离子，空气负氧离子具有消除空气中各种有害物质，能够有效的杀死细菌和病 毒，能同空气中的一些有机物如室内建筑材料挥发的甲醛、苯、氨等有害气体发生反应，达到一定效消除作用。

空气空负氧离子可以通过对空气中的悬浮颗粒和污染物 进行吸附、聚集和沉降，从而改善空气，提高空气质量、达到净化空气的作用。当置身于喧闹的都市，当长时间呆在基本密闭的空调房里、当长时间在室内办公，就会感到乏力、疲劳，甚至胸闷、头晕，导致工作效率低下；反之，当置身于绿色的大自然环境如森林中，就会感到心旷神怡，精神焕发，这些都是负氧离子作用的结果，因此，如何有效提高空气中负氧离子浓度成为空气污染治理的新思路。

现代医学研究表明，空气负氧离子对人体的健康有很大的益处，对于某些疾病不仅可以预防还可以起到治疗作用，空气负氧离子浓度达到1500个每立方厘米以上有益于人体健康，当浓度达到高于10000个每立方厘米时可以治病。因此被誉为“空气维生素和生长素”。近年来的许多研究表明，空气负氧离子对于我们人类或者动物来说就像食物中的维生素，一旦长期缺少对我们的身体机能的正常生理活动有很大影响，严重了可能引起某些疾病。

由于城市化的进程导致人越来越向城市集中，人均绿化面积和人均拥有植物量极少，且植物本身自然状态下释放的负氧离子量有限。根本无法达到人体适宜的负氧离子浓度。现代电子工业也曾制造出高压负氧离子发生器或负氧离子空气净化器，但人造负氧离子的效果无法企及生态级空气负氧离子的空气优化效果和医疗保健作用。同时由于行业标准的缺失导致产品电器参数不一，质量也参差不齐，使用不当不仅达不到应有的效果还会造成静电危害或辐射危害。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，可以根据植物的生物电信号，产生与植物生物电位波动相吻合的生物电场，成倍加强植物生物电效应，诱导植物产生大量的完全生态化的空气负氧离子。

本发明采用以下技术方案：采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，包括信号采集模块、信号比较模块、电场发生模块，所述的信号采集模块包括一对采集电极、信号处理电路和微处理器，所述的信号处理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路、A/D转换电路，所述的采集电极分别通过导线连接放大电路输入端，所述的微处理器连接A/D转换电路的输出端；所述的信号比较模块包括D/A转换电路、脉冲发生器、波形比较器和单片机，所述D/A转换电路的输入端连接微处理器，所述D/A转换电路的输出端连接波形比较器输入端，所述脉冲发生器的输出端连接波形比较器输入端，波形比较器的输出端和脉冲发生器输入端分别连接单片机；所述的电场发生模块包括高频滤波电路、升压电路、电容滤波电路和输出电极，所述高频滤波电路的输入端连接单片机，所述高频滤波电路的输出端连接升压电路输入端，所述升压电路输出端连接电容滤波电路输入端，所述电容滤波电路输出端通过导线连接输出电极。

进一步的，所述的采集电极为片状银箔电极。

进一步的，所述脉冲发生器的输出设置为：电压值1-20kV范围内可调，脉冲频率为0. 1-20HZ范围内可调，占空比为0-1，脉冲宽度10-100 ms。

进一步的，所述的升压电路包括至少两级升压电路。

进一步的，所述升压电路的输出电压不超过60KV。

进一步的，所述的单片机还分别连接显示电路和按键电路。

进一步的，所述的单片机还连接有无线通信模块。

本发明的有益效果是：

1、通过采集植物自身的电信号，然后利用脉冲发生器和波形比较器产生与植物电信号相似的信号，再利用高频滤波、高压电容滤波等一系列操作，获得比较精确地刺激信号，促使电场发生模块产生与该植物生物电位波动相吻合的生物电场，生物电场通过输出电极作用于植物根部及根部栽培土壤、有导电性的营养液，具有相同特征的电场激发的电信号能被植物无伤害地接受并成倍加强植物生物电效应，生物电电效应促使植物加速细胞光合放氧和水分蒸发，不断补充和提高空气中氧气含量，且促使植物曲径参数较小的叶端快速向空间喷射电子，被具有电子亲和力的氧分子捕获，形成完全生态化的空气负氧离子，其植物美化环境、保湿和释放植物芬多精等自然属性均不仅可维持不变，而且使用寿命长，是一种实现高效率、低能耗和绿色环保的“生态级负氧离子生成机”。从而带给都市房间森林态的空气，在室内形成负氧离子疗养浴环境。

2、采用片状银箔电极作为采集电极，灵敏度更高，可以采集更加微小的电流信号，从而适应更多的植物，扩大装置的应用范围。

3、设置了脉冲发生器的输出范围，增加了脉冲输出的可控性，提高了波形控制的精度和稳定性。

4、利用多级升压电路串联实现电压提升，减少了每次升压的幅度，提高了升压的稳定性和可靠性，同时，设定了升压后输出电压的极限为60KV，防止电压过高带来的精度不可控、安全不可靠、运行不稳定等缺陷，提高了装置的性能。

5、设置了由显示电路和按键电路组成的人机交互模块，通过可视的操作界面，不仅可以监控装置的运行状态，而且可以人工输入指令来调整装置。

6、设置了无线通信模块，利用3G、4G、GPRS等通讯芯片，利用相应的无线网络实现与外部设备的数据交互。

附图说明

图1为本发明的原理结构框图。

具体实施方式

本装置的设计原理为：由于植物电信号是植物细胞膜内外电解质分布梯度发生变化形成电位，电位发生较大波动并传向周围细胞、组织或器官的结果，当电位波动变化足以被记录时就形成了电信号。它是一种随着植物外部温度、湿度、光照等环境变化而变化的电信号，但在相对环境变化不大的时间段内又相对规律和温度的电信号，植物生命活动在周而复始的环境变化中使得自身的电信号发生变化，因此设置本装置能相对准确的得到植物体内实时的电信号。

如图1所示的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，包括信号采集模块、信号比较模块、电场发生模块。

所述的信号采集模块包括一对采集电极、信号处理电路和微处理器，所述的信号处理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路、A/D转换电路，所述的采集电极分别通过导线连接放大电路输入端，所述的微处理器连接A/D转换电路的输出端。采集电极先对植物电信号的采集，然后进行放大、滤波、A/D转换等处理，进而更好的采集植物自身电信号特征。

采集电极优选由一对具有高导电性的片状银箔电极构成，确保采集时的高灵敏度。其中一个片状采集电极设置在种植植物容器的底部，且确保植物有根系能充分接触，另一个片状采集电极设置在种植植物容器的土壤、有导电性的营养液覆盖部分的最上内壁上，且确保植物有根系能充分接触。

工作原理是：首先将处理好的植物放人种植容器中内，由采集电极获取植物电信号，再由信号处理电路模块对植物电信号进行放大、滤波等处理，接着通过A／D转换进行数字化并通过数据线传输到微处理器，然后通过微处理器自带的应用软件对数字化后的植物电信号进行存储、分析及处理得到精确植物电信号，上述的分析和处理过程中利用小波分析和功率谱分析进行分析处理，这种处理方法不仅有效的减少了噪声，而且也保留了原始电信号的特性。

所述的信号比较模块包括D/A转换电路、脉冲发生器、波形比较器和单片机，所述D/A转换电路的输入端连接微处理器，所述D/A转换电路的输出端连接波形比较器输入端，所述脉冲发生器的输出端连接波形比较器输入端，波形比较器的输出端和脉冲发生器输入端分别连接单片机。

使用时，所述脉冲发生器的输出设置为：电压值1-20kV范围内可调，脉冲频率为0. 1-20HZ范围内可调，占空比为0-1，脉冲宽度10-100 ms。通过单片机的控制，脉冲发生器会根据采集处理后的信号随机产生0.1-20Hz低频调制高频的间歇式高频脉冲串，脉冲电平脉宽为10-100ms，该波形与采集到的植物电场波形在波形比较器内进行比较，与植物电场波形相似的脉冲会通过单片机输出。

为了更好的实现对装置的掌控，单片机还连接有由显示电路和按键电路组成的人机交互模块，通过可视的操作界面，不仅可以监控装置的运行状态，而且可以人工输入指令来调整装置。

为了方便操作人员掌控装置的运行状况，单片机上还连接有无线通信模块，利用3G、4G、GPRS等通信芯片和相应的无线网络，连接到智能手机、电脑等移动设备，方便调取和查看装置的运行状态。

所述的电场发生模块包括高频滤波电路、升压电路、电容滤波电路和输出电极，所述高频滤波电路的输入端连接单片机，所述高频滤波电路的输出端连接升压电路输入端，所述升压电路输出端连接电容滤波电路输入端，所述电容滤波电路输出端通过导线连接输出电极。其中，所述的升压电路包括至少两级升压电路，所述升压电路的输出电压不超过60KV。输出电极由导电性能良好的片状物制成，输出适宜强度和频率的电场，适宜强度和频率的电场不仅能够保持植物良好的生长状态，而且可以通过植物根系和种植土壤、有导电性的营养液将符合生物本身电信号特征的生物电感应叠加到植物体，由此激励植物的生物电效应倍增加强，从而在曲径较小的叶端产生放电，释放空气负氧离子。

信号比较模块中输出的脉冲经过高频滤波电路后，滤除低频调制高频的间歇式高频脉冲串中的高频波，保留低频脉冲；再经多级升压后升压到不超过60kV高压，然后由高压电容组成的电容滤波电路再次滤波输出低频调制式的负高压，再由导线输出到生物电场输出电极。当生物电场输出电极工作并作用于植物根系及种植土壤、有导电性的营养液，使植物叶端倍增放电时，由附件的空气和微尘构成循环回路，发生器本身接地。为了保证安全，花盆与地面间有可靠的高压绝缘材料。

在目前使用过程中，文竹、芦荟、银星秋海棠、吊兰、橡皮树、仙人掌、绒柏、君子兰、吊竹梅、桂花、南洋杉、鹅掌柴、西瓜皮椒草、棕竹、蟹爪兰、仙人指、绯牡丹、一叶兰、寒兰、 金琥球、龙舌兰、凤梨、剑麻、落地生根、洋吊钟、火炬花、玉树、长药景天、露花、大豹皮花、芦茎、霸王鞭等植物均可以使用本装置。

除本发明所述的结构外，其余均为现有技术。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，包括信号采集模块、信号比较模块、电场发生模块，所述的信号采集模块包括一对采集电极、信号处理电路和微处理器，所述的信号处理电路包括依次连接的放大电路、滤波电路、A/D转换电路，所述的采集电极分别通过导线连接放大电路输入端，所述的微处理器连接A/D转换电路的输出端；所述的信号比较模块包括D/A转换电路、脉冲发生器、波形比较器和单片机，所述D/A转换电路的输入端连接微处理器，所述D/A转换电路的输出端连接波形比较器输入端，所述脉冲发生器的输出端连接波形比较器输入端，波形比较器的输出端和脉冲发生器输入端分别连接单片机；所述的电场发生模块包括高频滤波电路、升压电路、电容滤波电路和输出电极，所述高频滤波电路的输入端连接单片机，所述高频滤波电路的输出端连接升压电路输入端，所述升压电路输出端连接电容滤波电路输入端，所述电容滤波电路输出端通过导线连接输出电极。

2.根据权利要求1所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述的采集电极为片状银箔电极。

3.根据权利要求1所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述脉冲发生器的输出设置为：电压值1-20kV范围内可调，脉冲频率为0.1-20HZ范围内可调，占空比为0-1，脉冲宽度10-100 ms。

4.根据权利要求1所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述的升压电路包括至少两级升压电路。

5.根据权利要求1所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述升压电路的输出电压不超过60KV。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述的单片机还分别连接显示电路和按键电路。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的采集植物电信号并激励植物倍增释放负氧离子的装置，其特征在于，所述的单片机还连接有无线通信模块。