CN108235889A - 一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，包括环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元、控制单元；所述的环境温湿度调节单元包括温度传感器、环境湿度传感器、换热系统、通风系统；所述的环境温湿度调节单元包括温度传感器、环境湿度传感器、换热系统、通风系统，所述的土壤喷灌施液单元包括土壤湿度传感器、自动配液系统、泵、缓冲池；所述的控制单元对环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元进行控制。本发明自动化程度高，降低操作成本，同时避免劳动者直接接触农药，保护劳动者的生命安全，还可为第三方监控提供有效手段。
Description
技术领域
本发明涉及栽培技术领域，具体涉及一种基于时序控制的智能化组培炼苗系统。
背景技术
组培苗出瓶锻炼是植物组织培养技术的一个重要环节，传统的组培出瓶苗锻炼驯化采用人工遮阴，浇水等措施，使组培苗逐渐适应外部环境。通常自然环境中的光照和温湿度条件不稳定，波动范围大，不易于调控，增加了人工护理的成本和难度。同时，室内种植技术日益发展，大棚内的温度、湿度、光照通风等因素更便于管理调控，相对于传统的室外移栽具有更好的种植可控性，更利于生产者驯化组培出瓶苗，完成从培养基到土壤的生长环境过渡。
时序控制器，又名时序电源控制系统或电源时序器，即可以对电源的定时依次地进行接通、断电操作的控制设备。目前时序控制器应用于不同场合，不同种类，如可控制通电时长的充电器、接线板，鱼缸的周期性增氧过滤系统，喷泉等。用户可根据自己的实际需求来设定程序执行时间，即控制每项任务的运行时间并安排多项任务的运行顺序，并可随时查看各项任务的执行情况。现存时序控制器成本较高，智能化程度较低，无法监测各个设备的运行状态，无法实现反馈调节。
直接接触农药会对操作人员的身体健康造成威胁，同时，大棚内空间密闭，农药液滴不易扩散，容易被操作人员大量吸入。现有的农用自动喷淋设备自动化程度较低，且无法做到农药的自动配置、贮存、喷洒。无法实现人与药的高度隔离，不利于操作人员的健康。农药、肥料使用过量也是危害生态环境的重要因素，大棚内的农药降解速度要慢于露地，因此大棚内的化肥和农药用量需要经过严格的控制。但是相关部门对农药、肥料用量的监管难度大，即使耗用大量人力、物力实地检测也无法做到实时监测，难以及时发现不诚信的过量施药、施肥等行为。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统。
一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，包括环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元、控制单元；
所述的环境温湿度调节单元包括温度传感器、环境湿度传感器、换热系统、通风系统，当温度传感器检测到环境温度高于设定值时，启动通风系统，同时启动换热系统进行降温，当环境温度低于设定值时，启动换热系统进行升温，温度传感器检测到温度为设定值时关闭通风系统和换热系统；
所述的土壤喷灌施液单元包括土壤湿度传感器、自动配液系统、泵、缓冲池；土壤湿度传感器用于监控土壤水分含量，当含量低至设定值时，泵开始工作，从缓冲池抽取水对土壤进行喷灌，自动配液系统读取用户设置的喷药或施肥时间，与从时钟模块中读取的本地时间进行比较，当本地时间到达设定时间时、自动配液系统开始按照设置的浓度以及用量配制农药或者肥料并把配制好的液体引入缓冲池，随后启动泵，通过喷头进行喷洒；
所述的光照调节单元包括光源，调光板，光强度传感器，当光照强度低于设定值时，启动光源对植物进行补光，当光强度超出设定值时，调节调光板，当光强度传感器读数返回设定值时停止调节；
所述的控制单元对环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元进行控制。
所述的控制单元包括本地控制模式和远程控制模式。
所述的远程控制模式包括PC端控制模式和移动终端控制模式。
所述的一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，应用于大棚，大棚采用透明屋顶。
本发明的有益效果：
本发明自动化程度高，可通过多种传感器对较大范围的大棚内的环境条件进行分析，并通过反馈机制调用设备对环境条件进行控制。使用本地控制模式和远程控制模式可查看大棚内的环境状况并实现自动化养护，降低操作成本。同时，土壤喷灌施液单元提供自动配置农药和远程喷药的功能，较大程度上将操作人员与农药隔离，避免劳动者直接接触农药，保护劳动者的生命安全。
本发明具有较强的可重复性，系统支持对多个环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、光照调节单元进行控制适合大规模生产。同时本系统可将环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、光照调节单元集成化管理。
本发明提到的远程监控，还可为第三方监控提供有效手段。系统采集农药和化肥的用量以及浓度信息，并结合种植面积评估化肥和农药的用量合理性，并通过移动网络上传此数据至政府监管部门，为使监管部门对农药、肥料的监管提供更直接更高效的手段。
附图说明
图1为本发明的一种结构框图；
图2为本发明的一种应用实施例示意图；
附图标号说明：透明屋顶1、调光板2、光源3、光强度传感器4、大棚5、温度传感器6、组培出瓶苗7、苗床8、液体喷头9、土壤湿度传感器10、换热系统11、通风系统12、农药泵13、农药缓冲罐14、液态肥缓冲罐15、自动配液系统16、CDS系统17、储水罐18、水肥泵19。
具体实施方式
如图１所示，一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，包括环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元、控制单元；
所述的环境温湿度调节单元包括温度传感器、环境湿度传感器、换热系统、通风系统，当温度传感器检测到环境温度高于设置的正常值时，启动通风系统，同时启动换热系统进行降温，当环境温度低于正常值时，启动换热系统使大棚内升温，至温度传感器检测到温度时关闭通风系统和换热系统；
所述的土壤喷灌施液单元包括土壤湿度传感器、自动配液系统、泵、缓冲池；土壤湿度传感器用于监控土壤水分含量，当含量低至设定值时，泵开始工作，从缓冲池抽取水对土壤进行喷灌，控制单元读取用户设置的喷药或施肥时间，与从时钟模块中读取的本地时间进行比较，当本地时间到达设定时间时自动配液系统开始按照设置的浓度以及用量配制农药或者肥料并把配制好的液体引入缓冲池，随后启动泵，通过喷头进行喷洒；
所述的光照调节单元包括光源，调光板，光强度传感器，当光照强度低于设置的下限时，启动光源对植物进行补光，当光强度超出正常值时，调节调光板，当光强度传感器读数返回正常值时停止调节；
所述的控制单元对环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元进行控制。
所述的控制单元包括本地控制模式和远程控制模式。
所述的远程控制模式包括PC端控制模式和移动终端控制模式。
所述的主控单元以STM32作为核心，能够轻松实现对众多设备的管理，便于扩大生产规模。
一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，应用于大棚，大棚采用透明屋顶。
应用实施例
图２为本发明所述的基于时序控制的智能化组培出瓶苗锻炼系统，包括了透明屋顶1、调光板2、光源3、光强度传感器4、大棚5、温度传感器6、组培出瓶苗7、苗床8、液体喷头9、土壤湿度传感器10、换热系统11、通风系统12、农药泵13、农药缓冲罐14、液态肥缓冲罐15、自动配液系统16、CDS系统17、储水罐18、水肥泵19、缓冲池、控制单元，其中缓冲池、控制单元未在图中示出。
通风系统12、和换热系统11安装于大棚侧壁5，光强度传感器悬于大棚5中，调光板2安装于大棚5，透明屋顶1、温度传感器6安装于大棚侧壁，土壤湿度传感器10置于苗床8的土壤内部，液体喷头置于苗床8中间， CDS系统17与自动配液系统16通过管线连接，自动配液系统16分别与农药缓冲罐14、液态肥缓冲罐15连接。农药或肥料配制完后储存在缓冲罐中备用。农药缓冲罐14经过农药泵13连接液体喷头9，液态肥缓冲罐15经过19、水肥泵19连接液体喷头9，液体喷头9为农药泵13、水肥泵19共用。调光板2、光源3、光强度传感器4、通风系统12、换热系统11、土壤湿度传感器10、农药泵13、水肥泵19、缓冲池、自动配液系统16、CDS系统17等与控制单元相连。
环境温湿度调节单元包括了温度传感器6、环境湿度传感器10、换热系统11、通风系统12，当温度传感器6检测到环境温度高于设置的正常值时，启动通风系统12，同时启动换热系统11，进行降温，当环境温度低于正常值时，启动换热系统11，使大棚5内升温，温度传感器6检测到温度到达设定时，关闭通风系统12和换热系统11。
土壤喷灌施液单元包括了土壤湿度传感器10、自动配液系统16、农药泵13、水肥泵19、缓冲池。土壤湿度传感器10用于监控土壤水分含量，当含量低至设定值时，水肥泵开始工作，通过液体喷头9对土壤进行喷灌。用户也可以根据需要定时喷洒农药以及液体肥料。此时控制单元读取用户设置的喷药或施肥时间，与从时钟模块中读取的本地时间进行比较，当本地时间到达设定时间时，自动配液系统16开始按照用户设置的浓度以及用量配制农药或者肥料并把配制好的液体引入缓冲池，随后启动农药泵13或水肥泵19，将液体通过喷头进行喷洒。同时土壤喷灌施液单元将农药或肥料的用量和浓度信息记录下来传输至控制单元备用。
光照调节单元包括光源3、调光板2、光强度传感器4，主要有以下两种实施方式：
当光强度超出正常值时，调节调光板2，增大或减少光通过量，当光强度传感器4读数返回正常值时停止调节；
当光照强度低于设置的下限时，启动光源3对植物进行补光。
时钟模块可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力，实现了系统时间的掉电计时。
控制单元为用户提供多样化的监控手段，包括三种实施方式：
1）在本地设置模式下用户可直接同过按钮发送控制指令，同时也可通过按钮和显示屏查看系统的运行状态；
2）在PC端操作模式下，系统通过USB转换模块与电脑的USB接口相连接，使用异步
串行的方式进行通信，使用户可在PC软件端实现组培出瓶苗的实时状态监控以及养护；
3）在app模式下，用户使用手机app对组培出瓶苗进行实时状态监控以及养护。服
务器用于中转app和系统发送的信息，使用户手机app和本基于时序控制的智能化组培出瓶苗锻炼系统实现信息交互，同时，服务器可对本系统提供授时服务，校正系统时钟。本系统可使用GPRS模块接收指令，控制单元对指令进行解析以及保存，并控制其他执行命令。
Claims (4)
1.一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，其特征在于：包括环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元、控制单元；
所述的环境温湿度调节单元包括温度传感器、环境湿度传感器、换热系统、通风系统，当温度传感器检测到环境温度高于设定值时，启动通风系统，同时启动换热系统进行降温，当环境温度低于设定值时，启动换热系统进行升温，温度传感器检测到温度为设定值时关闭通风系统和换热系统；
所述的土壤喷灌施液单元包括土壤湿度传感器、自动配液系统、泵、缓冲池；土壤湿度传感器用于监控土壤水分含量，当含量低至设定值时，泵开始工作，从缓冲池抽取水对土壤进行喷灌，自动配液系统读取用户设置的喷药或施肥时间，与从时钟模块中读取的本地时间进行比较，当本地时间到达设定时间时、自动配液系统开始按照设置的浓度以及用量配制农药或者肥料并把配制好的液体引入缓冲池，随后启动泵，通过喷头进行喷洒；
所述的光照调节单元包括光源，调光板，光强度传感器，当光照强度低于设定值时，启动光源对植物进行补光，当光强度超出设定值时，调节调光板，当光强度传感器读数返回设定值时停止调节；
所述的控制单元对环境温湿度调节单元、土壤喷灌施液单元、时钟模块、光照调节单元进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，其特征在于：所述的控制单元包括本地控制模式和远程控制模式。
3.根据权利要求２所述的一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，其特征在于：所述的远程控制模式包括PC端控制模式和移动终端控制模式。
4.根据权利要求1所述的一种基于时序控制的智能化组培炼苗控制系统，其特征在于：应用于大棚，大棚采用透明屋顶。
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