植物營養檢測系統的製作方法
2023-04-24 20:25:56
專利名稱：植物營養檢測系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種植物營養檢測系統。
背景技術：
近幾年來，隨著我國經濟的迅速發展和國家政策對農業投資的傾斜，以溫室建築為主體的設施農業(包括各種示範園、觀光園、生態園等)得到了迅猛發展，設施農業不僅實現了高產、高效、優質生產，而且可實現反季節的果品、蔬菜、花卉、苗木乃至畜禽產品的供應，產品符合綠色無公害標準，極大地豐富了市民的菜籃子，未來幾年仍呈強勁發展的勢頭。然而我國的現代化溫室運行費用普遍較高，水、電、暖費用較高，生產尚處於粗放性階段，缺乏經濟實用、性能良好的配套設備，尤其是在植物營養檢測系統方面更是缺乏現代化的設施設備，如何用最小的投資、最經濟的設備使溫室生產高效運行、節能節本、獲取最大的產量、較好的品質以及最大的經濟效益，已成為溫室建設和生產經營者關注的焦點。世界農業發達國家都著眼於溫室用施肥機的研發，並普遍採用混肥均勻、性能穩定、使用效果好、使用壽命長的施肥設備，而這些設備只有同時配備植物營養檢測系統，實時檢測和分析植物的生長狀況，模擬分析植物長期生長特性，預測植物生長趨勢，才能高利用率施用肥料，保證作物及時、精確的水分和營養供應。
隨著我國農業經濟的快速發展以及工廠化高效農業的快速推進，溫室內進行無土栽培的數量越來越大，無土栽培需要在作物生長過程中進行N、P、K等肥料的施加並需對作物生長狀況進行檢測和分析，更亟待有配套的植物營養檢測系統。
我國的設施設備及水平與國外農業發達國家相比，還存在很大差距，目前我國大部分溫室內都沒有使用施肥器，即使有使用的，一般也是壓差式注肥器，施肥量很不均勻。雖然近幾年國內也有廠家生產了文丘裡式、射流式注肥器，但性能都不是很好，也沒有形成生產能力。尤其是在具有較高技術含量的精量施肥灌溉設備及植物營養檢測設備方面，基本上是空白，這極大地降低了溫室大棚的實際生產效能，不能使溫室生產達到最大化和最佳化。隨著我國溫室大棚種植面積的增加，問題將更加突出，目前使用的國外產品有些功能不適合我國國情，而且售後服務無保障。因此加速開發適合國情的成套、實用、可靠、先進的植物精密營養檢測系統非常有必要。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種植物營養檢測系統，其可實時檢測和分析植物的生長狀況，模擬分析植物長期生長特性，預測植物生長趨勢，以提供給配備的施肥系統，根據作物生長對水、肥的需要量進行定時、定量的自動灌溉施肥。
為實現上述目的，本實用新型採取以下設計方案一種植物營養檢測系統，它包括一組用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器；一數據採集器；植物生理生態監控系統主機；所述的傳感器的各輸出信號端接數據採集器的數據採集端子，數據採集器將收集的數據信息輸入到植物生理生態監控系統主機中，經數據處理軟體分析、處理後輸出顯示。
所述的數據採集器可通過遠程通訊模塊將收集的數據信息傳輸到植物生理生態監控系統主機中。
本實用新型的優點是1、便於機械化、大規模農業生產，操作方便、工作可靠，對不同的植物可提供不同的配方，降低了生產成本，而且確保了施肥質量。
2適合於我國國情，成本低。目前引進的以色列、荷蘭等國的精量施肥機及植物生理生態檢測系統價格昂貴，每套售價約70萬元人民幣(含運費及關稅)，而本實用新型預計售價約為20萬元人民幣，每套可節省50萬元人民幣，若能替代進口，可帶來巨大的經濟效益。
圖1為本實用新型構成示意框圖圖2為本實用新型傳感器與數據採集器接線圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型植物營養檢測系統包括一組用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器1；
一數據採集器2；植物生理生態監控系統主機3；所述的傳感器的各輸出信號端接數據採集器(本實施例中選用CLT100數據採集器，亦可選用EM231數據採集器)的數據採集端子，數據採集器將收集的數據信息輸入到植物生理生態監控系統主機中，經數據處理軟體分析、處理後輸出顯示。
所述的傳感器可根據需要配備相應數量的用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器，可以是葉片溫度傳感器、莖葉流量傳感器、莖直徑變化傳感器、幹直徑變化傳感器、果實成長傳感器、大氣溫度/溼度傳感器、光照輻射傳感器、C02濃度傳感器、土壤溫度/溼度傳感器之中若干或全部，各傳感器可按圖中所示，接到數據採集的一組數據採集端子(IN1～IN28對應數端子)上。
限於人力和物力，傳感器主要採取外購的方式，一定要選擇精度高、性能好適合於溫室環境的專用傳感器，以達到預期的目標和要求。
其中本實施例中測定生理指標的傳感器選用葉片溫度傳感器——型號RS-LT-1PR；測量範圍0℃～50℃；精度0.2℃；工作電壓12V DC。
莖葉流量傳感器——型號RS-FS-5PR；測量範圍±3ml/min；適宜莖直徑1～5mm；工作電壓12V DC。
莖直徑變化傳感器——型號RS-SD-56R；測量範圍5～25mm；精度0.005mm。
幹直徑變化傳感器——型號RS-SD-6R；測量範圍20～70mm；精度0.005mm。
果實成長傳感器——型號RS-FI-3EAR；測量範圍30～100mm；精度0.01mm。
本實施例中測定環境指標的傳感器選用大氣溫度、溼度傳感器——型號RSD-ATH-5R；溫度範圍-10℃～50℃；溼度範圍0～100％H；精度±3％/年；工作電壓12V DC。
光照輻射傳感器——型號RS-TIR-4PR；測量範圍0～1200W/m2；精度±10％；工作電壓12V DC。
C02濃度傳感器——型號PM-48M；測量範圍0～10萬ppm；精度±10％。土壤溫度、溼度傳感器——型號RSD-SMS-2R；溫度範圍-10℃～50℃；溼度範圍0.0～1.0m3m-3；溼度精度±2％；工作電壓12V DC。
所述的植物生理生態監控系統主機3可將傳感器採集測定的各種數據以多種形式存儲、顯示，例如資料庫表格和各種圖形等，用戶可以使用與系統配套的專業化軟體對各種數據進行處理、分析、比較，直至做出精確的結論，從而獲得最佳的專業解決方案。
上述的數據採集器將收集的數據信息亦可通過遠程通訊模塊L485傳輸到植物生理生態監控系統主機中，如圖2中所示，數據採集器的通訊端接遠程通訊模塊通訊端。
植物生理生態監控系統主機可選用LPS-03MA微機系統，按編輯的數據處理軟體SSL20-MU，分析、處理、顯示所測定的各種植物生理和農藝數據。
為防雷電，選用一雷電保護裝置(本實施例中選用NWLP雷電保護裝置)接數據採集器的擴充式設備網路接端及系統網路接端。
為實現報警功能，所述的數據採集器的報警輸出端子外接報警裝置，報警裝置可採用電鈴、燈光等報警裝置。
本實用新型同時用傳感器技術、信息採集與處理技術，結合作物專家系統，在栽培上進一步弄清各種不同作物、不同生育階段對養分的需求，開發出適合於無土栽培的植物營養檢測系統，實施對植物不同生長階段生長狀態的實時檢測，從而確定正確的環境調控指標，保證植物正常生長。
植物營養檢測系統可以測定的植物參數包括葉片溫度、莖液流量、莖杆直徑、果實生長率、光合作用、光輻射、空氣溫度、邊界層擴散阻力、土壤溫度、土壤溼度等等。使用植物營養檢測系統可以獲得很多重要的作物生長特性數據指標，用戶可充分利用這些指標分析作物的生理狀態及對環境的反應。該系統的傳感器採集測定的各種數據能夠以多種形式存儲、顯示，例如資料庫表格和各種圖形等，用戶可以使用與系統配套的專業化軟體對各種數據進行處理、分析、比較，直至做出精確的結論，從而獲得最佳的專業解決方案。
用戶可通過控制器鍵盤直接監控或編程，也可通過外接中心控制計算機進行遠程控制。
植物生理生態監測系統監測原理首先選擇一株具有普遍代表性的植物，通過安裝在上面的傳感器採集測定各種數據，例如葉片溫度、大氣溫溼度等，本系統將通過各種傳感器採集到的植物生理生態的數據傳輸到監控系統主機，然後通過監測系統配套的專業化分析軟體，對監測到的各種數據進行處理、分析、比較、直至作處精確的結論，並以多種形式存儲、顯示，例如資料庫表格和各種曲線等，這樣用戶可以獲得最佳的專業解決方案。對植物生長所需營養肥料作以適當的調整和配比，保證植物的最佳的生長狀態。
權利要求1.一種植物營養檢測系統，其特徵在於它包括一組用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器；一數據採集器；植物生理生態監控系統主機；所述的傳感器的各輸出信號端接數據採集器的數據採集端子，數據採集器的通訊端接遠程通訊模塊通訊端，再連接到植物生理生態監控系統主機的輸入端。
2.根據權利要求1所述的植物營養檢測系統，其特徵在於一雷電保護裝置接數據採集器的擴充式設備網路接端及系統網路接端。
3.根據權利要求1所述的植物營養檢測系統，其特徵在於所述的數據採集器的報警輸出端子外接報警電路。
4.根據權利要求1所述的植物營養檢測系統，其特徵在於所述的一組用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器包括葉片溫度傳感器、莖葉流量傳感器、莖直徑變化傳感器、幹直徑變化傳感器、果實成長傳感器、大氣溫度/溼度傳感器、光照輻射傳感器、CO2濃度傳感器、土壤溫度/溼度傳感器之若干或全部。
專利摘要本實用新型公開了一種植物營養檢測系統，包括一組用於測定植物生理指標和環境指標的傳感器；一數據採集器；植物生理生態監控系統主機；所述的傳感器的各輸出信號端接數據採集器的數據採集端子，數據採集器將收集的數據信息輸入到植物生理生態監控系統主機中，經數據處理軟體分析、處理後輸出顯示。所述的數據採集器可通過遠程通訊模塊將收集的數據信息傳輸到植物生理生態監控系統主機中。本實用新型便於機械化、大規模農業生產，操作方便、工作可靠，對不同的植物可提供不同的配方，降低了生產成本，而且確保了施肥質量，且適合於我國國情，成本低。若能替代進口，可帶來巨大的經濟效益。
文檔編號G01N35/00GK2692674SQ200420000879
公開日2005年4月13日 申請日期2004年1月19日 優先權日2004年1月19日
發明者王綱, 楊仁全, 周增產, 朱永文, 龍智強, 田真, 李秀剛 申請人:北京市農業機械研究所