專利名稱：溫室微電腦綜合測控方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對于溫室，特別是對日光溫室內(nèi)的溫度、室內(nèi)某種氣體、土壤濕度進(jìn)行測量并由此測量得出相應(yīng)控制信號的方法，以及采用這種方法對溫室內(nèi)的溫度、室內(nèi)某種氣體、土壤濕度進(jìn)行控制調(diào)整的裝置。在本發(fā)明的方法中以實(shí)測所得室內(nèi)溫度作為控制室內(nèi)溫度的函數(shù)，以溫度測量元件為室溫測量器件，并用開啟或關(guān)閉溫室窗戶或者啟動(dòng)或停止向室內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)作為控制室溫的措施。本發(fā)明使用太陽能電池供電，采用充電電池蓄電，組成系統(tǒng)的工作及動(dòng)力電源，因此不需任何外接電源，不受電力限制。
利用溫室進(jìn)行作物的栽培和種植早已是一件眾所周知的技術(shù)，近年來由于農(nóng)業(yè)科技的推廣和日光溫室技術(shù)的成熟，溫室，特別是日光溫室，已在我國農(nóng)村大量普及，同時(shí)一些以前人們從未采用的農(nóng)業(yè)技術(shù)也在我國農(nóng)村相當(dāng)范圍內(nèi)普及使用了。例如通過對溫室內(nèi)某種氣體(主要是對二氧化碳的濃度)的控制和調(diào)整以增加溫室作物的產(chǎn)量，通過對溫室內(nèi)土壤濕度的測控以達(dá)到節(jié)水降低農(nóng)產(chǎn)品成本，等等。也正是由于對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的使用使對溫室內(nèi)相關(guān)參數(shù)的測控成為提高溫室作物產(chǎn)量降低生產(chǎn)成本的一個(gè)關(guān)鍵因素。在現(xiàn)階段，對于溫度測控較為普遍采用的是用溫度計(jì)等溫度測量器件測量溫室內(nèi)的溫度，在溫度過高時(shí)用人工開啟溫室通風(fēng)窗或啟動(dòng)強(qiáng)制排風(fēng)扇，溫度低時(shí)則關(guān)閉溫室通風(fēng)窗或關(guān)閉強(qiáng)制通風(fēng)扇；對于溫室內(nèi)土壤濕度的測控多是憑肉眼觀察和經(jīng)驗(yàn)以及采用室內(nèi)的滴灌、噴灌或者滲灌等灌溉措施，但在日光溫室內(nèi)更多是通過人力澆灌；對溫室內(nèi)二氧化碳濃度測控則只在少數(shù)技術(shù)條件較好地區(qū)采用，具體的是利用二氧化碳分析測定裝置得出二氧化碳濃度值，用膠管接在二氧化碳?xì)馄可?，打開氣閥，然后順著作物行間走動(dòng)，放一二個(gè)小時(shí)。在現(xiàn)有技術(shù)中除對溫度測控技術(shù)較為成熟普遍和可靠外，其余的技術(shù)均有許多不足，例如，采用肉眼觀察或經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行測控并據(jù)此進(jìn)行滴灌、噴灌和以人力進(jìn)行澆灌是造成現(xiàn)有溫室內(nèi)高溫高濕現(xiàn)象的一個(gè)主要原因，這會(huì)引起溫室內(nèi)植物病害的發(fā)生；而利用二氧化碳測定裝置測量和控制室內(nèi)二氧化碳濃度，又因裝置價(jià)格過高，測定時(shí)所需技術(shù)較為復(fù)雜，難以推廣?，F(xiàn)已知的將溫室內(nèi)溫度、土壤濕度和二氧化碳濃度綜合進(jìn)行測量并進(jìn)行控制的裝置是以色列生產(chǎn)的裝置，這種裝置雖然具有較好的使用效果，但其不菲的價(jià)格(每套溫室的控制裝置價(jià)格為三萬元)卻使中國絕大多數(shù)農(nóng)民根本無法問津。除以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的不足外，由于所有的對溫室參數(shù)進(jìn)行測控的現(xiàn)有技術(shù)均需電力為其能源，這也造成在我國經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，老、少、邊、窮地區(qū)以及無電力供應(yīng)或缺少電力供應(yīng)的地區(qū)而言不可能實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明的目的是提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)不足，能對溫室的溫度、土壤濕度和室內(nèi)二氧化碳濃度進(jìn)行監(jiān)測并據(jù)此進(jìn)行控制的方法，和以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，能具有較低商品價(jià)格，能有效地對溫室內(nèi)各參數(shù)進(jìn)行測量和控制，在一般條件下不依賴于電力供應(yīng)作為裝置能源的溫室參數(shù)測控裝置。
本發(fā)明的方法是以陽光照度和時(shí)間作為溫室內(nèi)二氧化碳濃度的函數(shù)，當(dāng)溫室內(nèi)照度高于預(yù)定值時(shí)開啟二氧化碳送氣系統(tǒng)，在二氧化碳送氣至預(yù)定時(shí)間后停止輸送二氧化碳，而當(dāng)照度小于預(yù)定值時(shí)關(guān)閉二氧化碳送氣系統(tǒng)；以時(shí)間作為溫室土壤濕度的函數(shù)，按事先預(yù)定時(shí)間啟閉向溫室供水的給水系統(tǒng)。
本發(fā)明的裝置是在現(xiàn)采用的帶有溫度測量元件、溫室窗戶開啟裝置或強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上再附加作為溫室內(nèi)二氧化碳?xì)怏w濃度參比參數(shù)測量元件的照度測量器件和用作為作物灌溉參數(shù)測定元件的時(shí)間測定器件，及采集和處理溫室內(nèi)溫度、時(shí)間、照度等參數(shù)并產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的微處理器，受微處理器控制的溫室給水系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路、二氧化碳送氣啟閉系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路和控制溫室窗戶開啟裝置或強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。
在本發(fā)明的裝置還可以采用以下技術(shù)措施本發(fā)明裝置中的照度測量器件為太陽能電池。
在本發(fā)明的裝置中的給水系統(tǒng)可以是自來水，但最好是采用高位蓄水槽和電驅(qū)動(dòng)輸水閥，二氧化碳送氣啟閉系統(tǒng)由二氧化碳蓄氣源和電驅(qū)動(dòng)的輸氣閥構(gòu)成。
在裝置中所采用的室溫控制系統(tǒng)是受微處理器控制的強(qiáng)制通風(fēng)排風(fēng)扇，或者是用微處理器控制的由小功率電機(jī)帶動(dòng)的可開和關(guān)的溫室窗戶。
在本發(fā)明的裝置中，所采用的電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均采用磁保持電磁閥，或者采用另一種實(shí)施例，即電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均采用旋塞閥，并用帶有減速機(jī)構(gòu)的受微處理器控制的小功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋塞閥的啟閉。
更為主要的是本發(fā)明的裝置采用了太陽能電池和用太陽能電池進(jìn)行充電的蓄電池供電。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明后可以大大降低溫室的勞動(dòng)強(qiáng)度，并可以提高工作效率，根據(jù)測算，采用本發(fā)明的裝置后每人可以管理15畝溫室，而在現(xiàn)有技術(shù)中每人只能管理1.57畝的溫室；2、本發(fā)明的方法以時(shí)間作為溫室內(nèi)土壤濕度的測控函數(shù)，針對具體的溫室而言是通過事先的檢測確定需灌溉的時(shí)間和水量，實(shí)行定時(shí)灌溉，同時(shí)因?yàn)椴捎酶呶恍钏鄞胧?，可以基本保持輸出水量的衡定，因此既可以保障植物生長的正常水份供應(yīng)，又可以在一定程度上避免和克服現(xiàn)有技術(shù)中無法解決的溫室內(nèi)高溫、高濕的問題，更有利于作物生長，同時(shí)還可以節(jié)約用水量，降低作物生長成本；3、根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究證明，晴天或云量不重的氣象條件下每日太陽升起后的兩個(gè)小時(shí)左右溫室內(nèi)的二氧化碳濃度最低，這一研究結(jié)果即為本發(fā)明中用照度作為溫室內(nèi)二氧化碳濃度的函數(shù)進(jìn)行測控的理論根據(jù)，采用這一技術(shù)措施可以大大降低裝置的成本，同時(shí)可以在一個(gè)較為模糊的范圍內(nèi)控制溫室內(nèi)的二氧化碳濃度，為作物的生長提供有利的條件；4、在本發(fā)明的裝置中由于采用了受微處理器控制和小功率電機(jī)控制的可開和關(guān)的溫室窗戶，采用的電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均為磁保持電磁閥，或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均采用旋塞閥，而用帶有減速機(jī)構(gòu)的受微處理器控制的小功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋塞閥的啟閉，等技術(shù)措施，使整個(gè)裝置的使用能耗極低，這進(jìn)一步降低了裝置的使用成本，同樣也進(jìn)一步降低了作物的生長成本；5、在本發(fā)明的裝置采用了太陽能電池和用太陽能電池進(jìn)行充電的蓄電池供電，同時(shí)采用高位蓄水槽利用重力進(jìn)行自流灌溉，因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)無“能耗”工作，這就為無電力地區(qū)和我國廣大經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)，老、少、邊、窮地區(qū)應(yīng)用提供了可能；6、本發(fā)明的裝置成本可以比較低，這一點(diǎn)可以通過后敘實(shí)施例中有關(guān)數(shù)據(jù)得以證實(shí)，這就為本發(fā)明的推廣提供了極為有利條件。


附圖1為本發(fā)明的原理框圖，附圖2為本發(fā)明的裝置原理圖，附圖3為本發(fā)明的磁保持電磁水閥和氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為用小功率電機(jī)帶動(dòng)的旋塞閥機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)示意圖。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的裝置進(jìn)行詳細(xì)解說圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，它的核心由單片微處理機(jī)(20)構(gòu)成，用于處理與時(shí)間和溫度等有關(guān)的數(shù)據(jù)。另外有關(guān)日光的照度、溫度及時(shí)間等綜合信息經(jīng)處理后分五路控制相關(guān)的設(shè)備第一路控制二氧化碳施肥、第二路控制通風(fēng)裝置、第三路和第四路控制灌水及施肥、第五路為低溫報(bào)警裝置(1)或溫度控制接口(2)，(3)為溫度傳感器，(4)和(8)為LCD顯示器，圖1中的(10)為太陽能電池板，太陽能電池由光轉(zhuǎn)換為直流電對充電電池(6)充電，由充電電池供給單片機(jī)(5和9)及電動(dòng)水閥驅(qū)動(dòng)電路(11)、(12)、通風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(13)和磁保持電磁閥的驅(qū)動(dòng)電路(14)，(19)為磁保持電磁氣閥，(18)為通風(fēng)窗開啟電機(jī)或強(qiáng)制通風(fēng)扇電機(jī)，(16)與(17)為電動(dòng)水閥。灌溉水源可用自來水，但最好在大棚內(nèi)安裝高位蓄水槽，電動(dòng)水閥裝在高位蓄水槽的底部，利用落差灌水。(11)與(12)為電動(dòng)水閥的驅(qū)動(dòng)電路，電動(dòng)水閥的電機(jī)最好采用小功率直流減速電機(jī)，(7)為本裝置的操作按鍵，有關(guān)溫度控制點(diǎn)的設(shè)置，高低溫報(bào)警值的設(shè)定及二氧化碳施肥的時(shí)間，通風(fēng)、灌水、施肥的時(shí)間均可根據(jù)作物的生長條件通過(7)任意設(shè)定。
整個(gè)系統(tǒng)工作原理如下圖1中的太陽能電池板(10)將太陽能由光轉(zhuǎn)換為直流電并對充電電池(6)充電，并對以下電路供電單片機(jī)(20)、電動(dòng)水閥驅(qū)動(dòng)電路(11)、(12)、通風(fēng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(13)和磁保持電磁閥的驅(qū)動(dòng)電路(14)。
1、溫室內(nèi)的溫度測控溫度傳感器(3)將所檢測到的溫室溫度信號送入微處理器(20)中，在微處理器中已事先預(yù)定建立了有關(guān)的程序，并在使用前預(yù)選確定了相關(guān)的控制參數(shù)，當(dāng)測得的室內(nèi)溫度高于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，經(jīng)微處理器(20)給出高電平信號至驅(qū)動(dòng)電路(13)并由(13)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)(18)動(dòng)作，開啟窗戶或者啟動(dòng)電扇轉(zhuǎn)動(dòng)，通風(fēng)換氣并降低室內(nèi)的溫度。當(dāng)溫度低于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，由(3)所測的溫度信號送入微處理器(20)中產(chǎn)生低電平控制信號給(13)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(18)反向運(yùn)動(dòng)使窗戶關(guān)閉或停止通風(fēng)電扇轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、溫室內(nèi)二氧化碳濃度的測控在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，由檢測系統(tǒng)(15)檢出的太陽能電池(10)產(chǎn)生的電壓信號送入微處理器(5和9)，由微處理器將所送入的信號與預(yù)先設(shè)定的值進(jìn)行比較，當(dāng)所測得信號小于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，如陰天或太陽光線達(dá)不到規(guī)定照度的時(shí)間，由微處理器(20)給出禁止信號，此時(shí)驅(qū)動(dòng)電路(14)和氣閥(19)不工作，但當(dāng)(15)所檢出的信號大于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，微處理器(20)給出信號至驅(qū)動(dòng)電路(14)，并由(14)控制氣閥(19)開啟將二氧化碳?xì)怏w送入室內(nèi)，在這一同時(shí)微處理器(20)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)送氣時(shí)間達(dá)至預(yù)先設(shè)定時(shí)間后［經(jīng)事先測量并將氣閥(19)調(diào)至適當(dāng)大小，這時(shí)送入室內(nèi)的二氧化碳量近似為時(shí)間的函數(shù)，通過對輸氣時(shí)間的控制即可以達(dá)到對輸氣量的控制］由微處理器給出禁止信號至(14)，并由驅(qū)動(dòng)電路(14)控制氣閥(19)關(guān)閉，停止向溫室內(nèi)輸送二氧化碳?xì)怏w。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)之外(注這段時(shí)間是指在夜間)，無論由檢測系統(tǒng)(15)檢出的太陽能電池(10)產(chǎn)生的電壓信號高于或低于預(yù)先設(shè)定值，微處理器(20)均給出禁止信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)也相應(yīng)均不動(dòng)作。
在本發(fā)明中為防止在向室內(nèi)輸送二氧化碳的同時(shí)又進(jìn)行開窗或通風(fēng)的現(xiàn)象，可以在裝置中設(shè)置互鎖電電路，其最簡單的辦法是在裝置的工作程序設(shè)置中將通風(fēng)降溫與向室內(nèi)輸送二氧化碳分配在不同的時(shí)段。
3、溫室內(nèi)土壤濕度的測控對具體的溫室而言，應(yīng)事先測定出室內(nèi)溫度、作物和時(shí)間變化引起的土壤水份變化關(guān)系，并據(jù)此計(jì)算出補(bǔ)充澆水的數(shù)量，將有關(guān)參數(shù)設(shè)置入微處理器(20)內(nèi)，在工作中由微處理器(20)內(nèi)的時(shí)鐘提供時(shí)間基準(zhǔn)，定時(shí)向驅(qū)動(dòng)電路(11)和(12)給出信號，控制水閥(16)和(17)開啟向置于溫室內(nèi)的灌溉系統(tǒng)送水進(jìn)行澆灌，在澆水至預(yù)定時(shí)間后由微處理器(20)給出信號至(11)和(12)，控制關(guān)閉水閥(16)和(17)，停止向室內(nèi)的澆水。
本發(fā)明中的灌溉水源可用自來水，但最好是在大棚內(nèi)安裝高位蓄水槽，而將電動(dòng)水閥裝在高位蓄水槽的底部，利用落差灌水，這樣還可以使輸入的水為一衡定值，便于定量澆灌。此外(16)與(17)的電動(dòng)水閥進(jìn)水端可以與施肥器相通，這樣在灌水的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)給予作物施肥。
另外在本發(fā)明裝置中可用操作按鍵(7)進(jìn)行有關(guān)溫度控制點(diǎn)的設(shè)置，高低溫報(bào)警值的設(shè)定及二氧化碳施肥的時(shí)間，通風(fēng)、灌水、施肥的時(shí)間等的設(shè)定，這樣可以根據(jù)具體作物的生長條件任意設(shè)定最佳的控制方式。
在實(shí)現(xiàn)上述的測控過程中，微處理器(20)可以將時(shí)間、即時(shí)工況代碼等信息送至LCD顯示器上顯示。
附圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中能源供應(yīng)及相關(guān)的檢測和驅(qū)動(dòng)電路，它包括太陽能電池板(10)、太陽能充電電路(6)、太陽能照度檢測電路(15)、磁保持電磁閥和電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)電路(14)、(11)。其中B1為太陽能電池板。B1置于陽光下所產(chǎn)生的電流通過R1、D1和LED對蓄電池B2充電，B2為整個(gè)系統(tǒng)的供電電源。在充電的過程中發(fā)光二極管LED流過的電流使其發(fā)光，作為充電指示。圖2中虛框甲(6)為太陽能充電電路和太陽能電池(10)，其產(chǎn)生的電壓信號送至檢測電路(15)，當(dāng)所測得電壓高于設(shè)定值時(shí)，發(fā)光二極管LED兩端電壓大于1.4V，信號經(jīng)D2送到運(yùn)算放大器A1，放大后輸出3V的電平信號，該信號再經(jīng)A2與C1、R3組成的P1調(diào)節(jié)器輸出5V的高電平信號，經(jīng)R4通過驅(qū)動(dòng)電路(14)直接驅(qū)動(dòng)磁保持電磁閥工作。當(dāng)由太陽能電池所產(chǎn)生的電壓信號(此信號即為陽光照度值的間接表達(dá)信號)低于設(shè)定值時(shí)，發(fā)光二極管LED兩端電壓低于1.4V時(shí)，運(yùn)算放大器A1的輸出電壓低于3V，由于D3穩(wěn)壓值的限幅電壓為3V，A2輸出電壓為“0”，P1調(diào)節(jié)器為比例積分調(diào)節(jié)器，本電路設(shè)計(jì)的目的是為了防止太陽能電池產(chǎn)生的電壓在1.4V上下波動(dòng)時(shí)引起磁保持電磁閥的抖動(dòng)。除了受照度控制外，輸送二氧化碳施肥還受時(shí)間的控制，即在每天設(shè)定的時(shí)間內(nèi)當(dāng)陽光達(dá)到一定照度后，二氧化碳?xì)忾y才打開，如遇天氣變化，照度達(dá)不到規(guī)定值，二氧化碳?xì)忾y也不打開。
在圖2中的虛框(14)內(nèi)為磁保持電磁閥的驅(qū)動(dòng)電路，即圖1中的(14)，它可以是本發(fā)明所使用的一種水閥或氣閥，其工作原理為當(dāng)?shù)竭_(dá)開啟時(shí)間時(shí)，反相器YF2輸入端為高電平，電壓信號經(jīng)C1加到S6、S7的控制端，由于電容兩端電壓不能突變，S6、S7控制端電壓由高到零，產(chǎn)生一個(gè)正向脈沖，瞬間使S6、S7導(dǎo)通后又?jǐn)嚅_，磁保持電磁閥吸DF合自保。當(dāng)反相器YF2輸入端為低電平時(shí)其輸出端為高電平，同樣經(jīng)C2加到S5、S8的控制端瞬間產(chǎn)生正脈沖使S5、S8其導(dǎo)通后又關(guān)斷，磁保持電磁閥DF關(guān)斷，S1-S8為模擬量開關(guān)。
圖2中(11)虛框內(nèi)為電動(dòng)閥，其工作原理是，當(dāng)?shù)竭_(dá)開啟時(shí)間時(shí)，反相器YF1輸入端為高電平時(shí)，信號經(jīng)R6加到模擬量開關(guān)S1及S4的控制端使其導(dǎo)通，電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)閥門打開，到位后，限位開關(guān)AN2閉合，S1及S4的控制端接地使其斷開，電機(jī)M1停止。當(dāng)?shù)竭_(dá)關(guān)斷時(shí)間時(shí)，AYF1輸入端為低電平時(shí)其輸出端為高電平，信號經(jīng)R5，使模擬量開關(guān)S2、S3導(dǎo)通，電機(jī)M1帶動(dòng)閥門反轉(zhuǎn)，到位后限位開關(guān)AN1閉合，電機(jī)M1停止，此電路除可控制水閥和氣閥外還可以控制使通風(fēng)窗的開啟和關(guān)閉的執(zhí)行電機(jī)。
另需說明的是附圖1中的(12)、(13)的驅(qū)動(dòng)電路均可與(11)相同。
附圖3為本發(fā)明的磁保持電磁水閥和氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖，(41)為閥體，(42)為閥芯，(43)為閥芯采用軟鐵材料制成的帶有T型頭部的連桿，(44)為線圈，(45)為一永久磁鐵。這種閥門是利用直流通電軟鐵磁性材料的磁場記憶效應(yīng)，其工作原理是直流正脈沖通過軟鐵外圍的線圈時(shí)軟磁材料被磁化，當(dāng)磁化極性與永久磁鐵的極性相反時(shí)，閥桿被吸起，此時(shí)閥門處于開啟狀態(tài)；直流負(fù)脈沖通過軟鐵外圍的線圈時(shí)，當(dāng)磁化極性與永久磁鐵的極性相同時(shí)，閥桿被排斥至使閥芯蓋于閥體的密封面上，此時(shí)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，也正是由于其工作原理的特點(diǎn)，這種閥門可以在瞬間(注一般不大于0.5秒)實(shí)現(xiàn)閥門開啟或關(guān)閉的功能，平時(shí)并不消耗電能。前述的附圖1中磁保持閥驅(qū)動(dòng)電路即為附圖2的虛框(14)的電路。
附圖4為本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥實(shí)施例，在這一實(shí)施例中水閥與氣閥均采用了旋塞閥(31)，并采用可逆的帶有減速機(jī)構(gòu)的小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)(32)(注這種電機(jī)的工作電壓為6V，功率約為1.8W，有商品出售)閥門實(shí)現(xiàn)啟閉，其具體的結(jié)構(gòu)是在可逆減速電機(jī)的輸出軸(33)上固定小皮帶輪(34)，在旋塞閥(31)的閥芯桿(35)上端固定大的從動(dòng)皮帶輪(36)，二者間用皮帶(37)傳動(dòng)，并用實(shí)現(xiàn)旋塞閥的啟閉。需說明的是在實(shí)際的應(yīng)用中也可以采用球閥或閘閥代替附圖4中的旋塞閥。另需說明的是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)也可用于溫室窗戶的開關(guān)，其具體做法是在窗戶的轉(zhuǎn)軸上固定從動(dòng)大皮帶輪，用帶有減速機(jī)構(gòu)的小功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
以下提供本發(fā)明的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用例，在總系統(tǒng)與附圖1相同，但由于器件選用的原因，微處理器(20))采用了兩片SN9858(5)和(9)，其中(5)用于處理與溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)，(9)用于處理與時(shí)間有關(guān)的數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)中溫度傳感器(3)采用熱敏電阻，在實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)電路水閥均采用了如附圖2的虛框(14)中的磁保持電磁閥的驅(qū)動(dòng)電路，相應(yīng)的水閥(16)和(17)為磁保持閥。系統(tǒng)中的太陽電池板(10)規(guī)格為6V、1W，充電電池為6V、1.2AH。在本實(shí)施例中采用的流程見圖5。
在上述的實(shí)施例程序中，溫室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)可采用暖汽加熱，或直接在溫室內(nèi)燃燒液化氣加熱，等措施。當(dāng)然，對于缺少條件的地區(qū)，也可以取消這一路控制。
對本實(shí)施例的能量平衡核算如下能量供應(yīng)所選用的太陽能電池所提供的電能為6V1W，其平均電流為0.15A，根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)，在晴天條件下每天可對充電電池補(bǔ)充1.1AH，在陰天時(shí)可補(bǔ)充0.15AH整個(gè)系統(tǒng)的電量消耗為(注以下計(jì)算中沒考慮對溫室內(nèi)溫度進(jìn)行控制及加溫所用的能耗，并且溫室內(nèi)降溫是采用開窗自然通風(fēng)方式，以下所列值均為實(shí)測值)水閥每開或關(guān)一次所耗電量為 0.00083AH，氣閥每開或關(guān)一次所耗電量為 0.00056AH，開窗或關(guān)窗一次所耗電量為0.003AH，按各被控裝置(指水閥、氣閥和窗戶)每日做兩次開關(guān)(實(shí)際上在一般情況下僅需做一次開關(guān))計(jì)，所耗電量為0.01756AH，本發(fā)明實(shí)施例的控制部分電量消耗為0.05AH，總耗電量為0.06756AH。由此可見本發(fā)明的裝置即使在陰天條件下也能正常工作，無需外界能源補(bǔ)充。
經(jīng)實(shí)際核算，本發(fā)明的裝置其成本價(jià)格約為一千元左右(人民幣)，其商品價(jià)格不會(huì)超過二千元(人民幣)，因此是中國農(nóng)民完全可以接受的。
權(quán)利要求
1.一種溫室參數(shù)的測控方法，包括用溫室內(nèi)的溫度值作為控制溫室內(nèi)溫度控制的函數(shù)，在室溫超過事先預(yù)定數(shù)值后開啟溫室通風(fēng)窗戶或者向溫室內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)，其特征在于以照度作為溫室內(nèi)二氧化碳濃度的函數(shù)，當(dāng)溫室內(nèi)照度高于預(yù)定值時(shí)開啟二氧化碳送氣系統(tǒng)，在二氧化碳送氣至預(yù)定時(shí)間后停止輸送二氧化碳，當(dāng)照度小于預(yù)定值時(shí)關(guān)閉二氧化碳送氣系統(tǒng)，以時(shí)間作為溫室內(nèi)濕度的函數(shù)，按事先預(yù)定時(shí)間啟閉向溫室供水的給水系統(tǒng)。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法的溫室參數(shù)測控裝置，包括溫度測量元件，溫室窗戶開啟裝置或強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)，水閥等，其特征在于所述裝置中有作為溫室內(nèi)氣體濃度參比參數(shù)測量元件的照度測量器件，用作為作物灌溉參數(shù)測定元件的時(shí)間測定器件，及采集和處理溫室內(nèi)溫度、時(shí)間、照度等參數(shù)并產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的微處理器，受微處理器控制的溫室給水系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路、二氧化碳送氣啟閉系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路和控制溫室窗戶開啟裝置或強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于裝置中的照度測量元件為太陽能電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述的給水系統(tǒng)由高位蓄水槽和電驅(qū)動(dòng)輸水閥構(gòu)成，二氧化碳送氣啟閉系統(tǒng)由二氧化碳蓄氣源和電驅(qū)動(dòng)的輸氣閥構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的室溫控制系統(tǒng)是小功率電機(jī)控制的可開和關(guān)的溫室窗戶。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述的室溫控制系統(tǒng)為電動(dòng)排風(fēng)扇。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均采用磁保持電磁閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)輸水閥和二氧化碳輸氣閥均采用旋塞閥，并用帶有減速機(jī)構(gòu)的小功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)旋塞閥的啟閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至7所述的任一裝置，其特征在于本發(fā)明的裝置采用了太陽能電池和用太陽能電池進(jìn)行充電的蓄電池供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及對于溫室內(nèi)的溫度、氣體、土壤濕度進(jìn)行測量并由此測量得出相應(yīng)控制信號的方法,及采用這種方法對溫室內(nèi)的溫度、氣體、土壤濕度進(jìn)行控制的裝置。本發(fā)明的方法是:以陽光照度、溫度和時(shí)間作為溫室內(nèi)二氧化碳濃度的函數(shù),以時(shí)間作為溫室土壤濕度的函數(shù)。以實(shí)測所得室內(nèi)溫度作為控制室內(nèi)溫度的函數(shù),并進(jìn)行通風(fēng)作為控制室溫的措施。根據(jù)本發(fā)明的方法制成相關(guān)的測控裝置。本發(fā)明使用太陽能電池充電蓄能,不需外接電源。
文檔編號A01G9/24GK1286020SQ99118668
公開日2001年3月7日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者陳九如 申請人:陳九如