CN212905945U

CN212905945U - 蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统

Info

Publication number: CN212905945U
Application number: CN202020794482.3U
Authority: CN
Inventors: 畅福善; 杨德; 孙慧霞; 马紫微; 邵桂荣; 李永宏
Original assignee: Yuncheng University
Current assignee: Yuncheng University
Priority date: 2020-05-14
Filing date: 2020-05-14
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2030-05-14

Abstract

本实用新型涉及蔬菜大棚蔬菜生产领域，特别涉及蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统。蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，其特征是，该系统装置分成气路系统和电路系统，该系统装置的模块和器件，包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、电源模块、MCU最小系统、时钟模块、触摸屏、出气嘴、电磁气阀、减压阀和储气瓶。本实用新型的有益之处是，用二氧化碳传感器测量大棚内部二氧化碳气体浓度，代替人为感知或拼经验判断；用MCU最小系统智能控制补充二氧化碳气体，代替人工操作，同时测量温度湿度和光照强度；特殊状态断电，能手工操作；实现蔬菜大棚高效生产全过程。

Description

蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统

技术领域

本实用新型涉及蔬菜大棚蔬菜生产领域，特别涉及蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统。

背景技术

众所周知，蔬菜大棚的出现，解决了人们冬天吃新鲜蔬菜的难题。由于蔬菜大棚的相对密封，棚外白雪皑皑，棚内温暖如春，蔬菜大棚里的各种绿色蔬菜，长势喜人。蔬菜大棚中的作物长期处于相对密闭得场所中，大气中的二氧化碳进不去大棚。据农业科学资料，大气环境中的标准二氧化碳含量是330PPM，适合植物生长，由此推论，大棚内的二氧化碳含量也应该是330PPM以上。大棚内植物在光照时，需要吸收二氧化碳进行光合作用，适度增加二氧化碳含量，可以提高产量，提升品质。因此，二氧化碳也称气肥，是不可或缺的。据研究报道，二氧化碳浓度，是影响大棚农业产量的主要矛盾。白天夜晚，受阳光的照射不同，棚内二氧化碳浓度一天内变化很大；白天阳光照射时二氧化碳浓度下降，气肥缺乏；夜晚，无光照时，气肥过量，会影响毒害植物，减少大棚内农作物产量。现存在的问题是，蔬菜大棚内二氧化碳浓度亏缺或过量，是影响蔬菜大棚内蔬菜产量的主要因素，必须解决。解决问题的方法是，使用人工智能MCU最小系统，测量大棚内多处多点的二氧化碳浓度，在有光照是，打开电磁气阀，给大棚内部补充二氧化碳气；在夜晚无光照时，不供气。具体实际工作中，MCU最小系统，按照日地运行规律，在时钟信号作用下，提前启动智能测控系统，维持二氧化碳浓度；中午12点前后，太阳光强烈照射时，二氧化碳浓度过低，启动电磁气阀，多点释放气肥；实时监测二氧化碳浓度，到达最佳值后，停止释放气肥；太阳落山前，关闭电磁气阀停止，防止夜里蔬菜大棚内植物气肥过高中毒。在农业蔬菜大棚中，安装人工智能MCU最小系统和二氧化碳传感器，同时增加棚内温度湿度光照度测量，可以保证在二氧化碳浓度不足的情况下及时补充，保证棚内蔬菜、食用菌、鲜花、中药等农产品的气肥供应，确保棚内农产品高品质高产量，提早成熟出棚上市。

实用新型内容

针对农村蔬菜大棚，大部分还仍然停留在人为感知，人工测温控温、测湿度控湿度、测光照、添加气肥，存在劳动强度大、生产效率低、质量不可靠的缺点。本实用新型的目的，在人工操作经验基础上，借助MCU最小系统人工智能，结合科学植保理念，模仿自然界二氧化碳浓度，兼测量棚内温度湿度光照度，在时钟时序下，蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统。

本实用新型的技术方案：蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，其特征是，如图1所示，该系统装置分成气路系统和电路系统，该系统装置的模块和器件，包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、电源模块、MCU最小系统、时钟模块、触摸屏、出气嘴、电磁气阀、减压阀和储气瓶；所述气路系统，储气瓶连接减压阀，减压阀管道连接电磁气阀，电磁气阀管道连接多路出气嘴；所述电路系统，温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器和电源模块电路连接MCU最小系统，电源模块电路连接温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、时钟模块、触摸屏和电磁气阀，触摸屏电连接MCU最小系统，MCU最小系统电连接触摸屏和电磁气阀。

工作原理说明：蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，MCU最小系统，按照自然日时序循环运行规律，在时钟信号作用下，日出前提前启动智能测控系统，监测二氧化碳含量；太阳光照射时，二氧化碳浓度过低，如低于大自然330PPM值，启动电磁气阀，在大棚多处多点释放气肥，达到大自然330PPM值1.6倍，停止；白天，日照强烈，实时监测二氧化碳浓度，随时添加气肥；太阳落山前，关闭电磁气阀停止，保持最低二氧化碳浓度，如接近大自然330PPM值，防止夜里蔬菜大棚内植物因二氧化碳含量过高中毒。同时，监测大棚内部的温度湿度和光照强度，记录下来。不断探索大棚内部植物生产的最佳条件或经验，为日后优化打好基础。该智能测控系统为自动化操作，在断电或应急状态，可人工操作。内部MCU最小系统，断电保护记忆，来电，自检再次工作。MCU最小系统采用STM15芯片，按照时序记录大棚内多处的二氧化碳浓度，补充二氧化碳气体的时间点。

本实用新型的有益之处是，影响大棚内农产品产量的主要因素是二氧化碳含量，本实用新型用二氧化碳传感器测量大棚内部二氧化碳气体浓度，代替人为感知或拼经验判断；用MCU最小系统智能控制补充二氧化碳气体，代替人工操作，同时测量温度湿度和光照强度；特殊状态断电，能手工操作。本实用新型，精确控制蔬菜大棚内二氧化碳浓度，具有节省人力，提高大棚内部蔬菜品质，提高大棚内部蔬菜总产量，生产效率高的优点。

附图说明

图1 是本实用新型蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统的气路图电路图。

图中：1、温度传感器，2、湿度传感器，3、光照度传感器，4、二氧化碳传感器，5、电源模块，6、时钟模块，7、MCU最小系统，8、触摸屏，9、出气嘴，10、电磁气阀，11、减压阀，12、储气瓶。

具体实施方式

本实用新型，具体应用在山西某合作社的蔬菜大棚。实施例以该合作社蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统说明如下：该合作社蔬菜大棚约2000平米，东西长度100米，南北宽度20米；沿大棚中线，每5米，设置一个光照度传感器、一个出气嘴、一个二氧化碳传感器、一个温湿度传感器。二氧化碳传感器采用，韩国生产的MH-Z14二氧化碳传感器模组、农业大棚用CO2检测空气质量检测模块，输出数字信号、485通讯。温度传感器、湿度传感器，采用一体化的温湿度传感器，一物二用，输出数字信号、485通讯。光照度传感器，采用建大仁科的产品，输出数字信号、485通讯。具体生产西红柿：电源采用12v铅蓄电池，经过模块后输出5v和3.3v，3.3v直流电源供给MCU最小系统，5v直流电源供给温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、时钟模块和触摸屏； MCU最小系统控制MOS管栅极，12v直流电源通过MOS管通断驱动电磁气阀关闭或打开，气路管道通过20个出气嘴给大棚。手工打开减压阀，保持畅通；电磁气阀打开，二氧化碳气体经气路管道到出气嘴，补充大棚内二氧化碳气体；关闭电磁气阀，停止补充。控制测量策略：按照时间顺序，日出日落或白天夜晚，分成两段。白天系统测量控制，夜晚系统休眠。

步骤1：上午7点，启动蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，测量棚内二氧化碳气体浓度，补充二氧化碳气体达到大自然330PPM浓度。

步骤2：上午9点，启动蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，测量棚内二氧化碳气体浓度，补充二氧化碳气体达到大自然330PPM浓度。

步骤3：中午11点到16点，每隔1小时，测量一次棚内二氧化碳气体浓度，同时测量棚内温度湿度和光照度，补充二氧化碳气体达到大自然1.6个330PPM浓度。

步骤4：下午18点，测量一次棚内二氧化碳气体浓度，补充二氧化碳气体达到大自然330PPM浓度。

步骤5：19点，关闭蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统。

步骤6：按照24小时时序，重复以上操作。

Claims

1.蔬菜大棚内二氧化碳智能测控系统，其特征是，该系统装置分成气路系统和电路系统，该系统装置的模块和器件，包括温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、电源模块、MCU最小系统、时钟模块、触摸屏、出气嘴、电磁气阀、减压阀和储气瓶；所述气路系统，储气瓶连接减压阀，减压阀管道连接电磁气阀，电磁气阀管道连接多路出气嘴；所述电路系统，温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器和电源模块电路连接MCU最小系统，电源模块电路连接温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳传感器、时钟模块、触摸屏和电磁气阀，触摸屏电连接MCU最小系统，MCU最小系统电连接触摸屏和电磁气阀。