本發(fā)明涉及植物種苗繁育技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界上最大的藥食同源植物(如牛尾菜、牛大力、土茯苓、大通草、兩面針、黑老虎等)主產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，藥食同源植物在我國(guó)中成藥的制藥企業(yè)中占有舉足輕重的地位。隨著藥食同源植物原料年需求量的急劇增加，導(dǎo)致人們長(zhǎng)期對(duì)其野生資源掠奪性的采伐，致使一些生物學(xué)特性脆弱的特殊藥食同源植物正在迅速減少甚至瀕臨滅絕。這就迫切需要人們對(duì)其進(jìn)行規(guī)?；娜斯しN植，而人工種植的關(guān)鍵就是如何繁育出高性價(jià)比的植物種苗。然而，一些特殊的藥食同源植物的種子因其自身具有休眠期長(zhǎng)、發(fā)芽勢(shì)差、萌發(fā)期長(zhǎng)、直播成苗率低等生物學(xué)特性，限制了它們的生存和繁衍。

近年來(lái)，大量的研究和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：利用電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理方法對(duì)植物的種子和幼苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理可以繁育出高性價(jià)比的種苗。但是，目前用于繁育植物種苗的高壓電場(chǎng)發(fā)生裝置和磁場(chǎng)發(fā)生裝置較為簡(jiǎn)陋，且存在許多需要改進(jìn)的地方。例如：電場(chǎng)、磁場(chǎng)參數(shù)固定不可調(diào)或很難調(diào)整，電場(chǎng)強(qiáng)度不高，電場(chǎng)、磁場(chǎng)發(fā)生裝置無(wú)定時(shí)功能等。

通過(guò)查閱文獻(xiàn)顯示，高壓電場(chǎng)發(fā)生裝置和磁場(chǎng)發(fā)生裝置現(xiàn)有的發(fā)明專利或?qū)嵱眯滦蛯＠簧?，但用于繁育植物種苗的不多，且都存在有不足。比如：申請(qǐng)?zhí)枮?01410419576.1的中國(guó)發(fā)明專利“一種電場(chǎng)發(fā)生裝置”和申請(qǐng)?zhí)枮?01420478017.3的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種電場(chǎng)發(fā)生裝置”，主要用于污泥細(xì)胞破壁設(shè)備中時(shí)提高了細(xì)胞的破壁率，最大只能產(chǎn)生50KV左右的雙極性脈沖電壓，不適合用于繁育植物種苗。申請(qǐng)?zhí)枮?01420525636.3的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種水稻種子電場(chǎng)處理專用高壓脈沖發(fā)生裝置”，專用于水稻種子的高壓電場(chǎng)處理領(lǐng)域，該專利只能對(duì)種子進(jìn)行處理，不能對(duì)幼苗進(jìn)行處理，且輸出的電壓不高。申請(qǐng)?zhí)枮?01220155482.4的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種高壓強(qiáng)電場(chǎng)發(fā)生裝置”，產(chǎn)生的電壓固定，不利于繁育不同的植物種苗。申請(qǐng)?zhí)枮?01210424907.1的中國(guó)發(fā)明專利“多磁場(chǎng)源的正弦交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置”，主要用于實(shí)現(xiàn)置于人體內(nèi)的膠囊內(nèi)窺鏡的實(shí)時(shí)連續(xù)跟蹤，不適合用于繁育植物種苗。申請(qǐng)?zhí)枮?01510020269.0的中國(guó)發(fā)明專利“一種交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置”，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合用于繁育植物種苗。申請(qǐng)?zhí)枮?0135603.8的中國(guó)發(fā)明專利“直流電場(chǎng)綜合處理種子的方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?00520130946.6的中國(guó)實(shí)用新型專利“數(shù)字控制可變電場(chǎng)種子處理機(jī)”、申請(qǐng)?zhí)枮?1233748.X的中國(guó)實(shí)用新型專利“一種電場(chǎng)種子處理設(shè)備”、申請(qǐng)?zhí)枮?9123066.3的中國(guó)發(fā)明專利“一種磁場(chǎng)處理種子的方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?1113926.9的中國(guó)發(fā)明專利“電磁場(chǎng)等離子體種子處理機(jī)”、申請(qǐng)?zhí)枮?00810240240.3的中國(guó)發(fā)明專利“超強(qiáng)永久磁場(chǎng)種子處理機(jī)的制造方法”等專利只能在播種前單獨(dú)采用磁場(chǎng)或電場(chǎng)對(duì)植物的種子進(jìn)行預(yù)處理，且存在電場(chǎng)、磁場(chǎng)參數(shù)固定不可調(diào)或很難調(diào)整，電場(chǎng)強(qiáng)度不高，電場(chǎng)、磁場(chǎng)發(fā)生裝置無(wú)定時(shí)功能等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有電場(chǎng)發(fā)生裝置和磁場(chǎng)發(fā)生裝置無(wú)法或在實(shí)際應(yīng)用中不方便用于繁育植物種苗的問題，提供一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置。

為了解決上述存在的問題，本發(fā)明是通過(guò)以下方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置，由電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元組成。上述電場(chǎng)發(fā)生單元包括電場(chǎng)主控模塊、高壓可調(diào)電路、高壓包模塊、倍壓模塊和平行極板；平行極板由2塊平板狀的金屬板組成，這2塊金屬板相互平行并呈上下間隔疊放設(shè)置；電場(chǎng)主控模塊的脈沖控制輸出接口連接高壓可調(diào)電路的脈沖使能輸入接口，電場(chǎng)主控模塊的數(shù)字電位器輸出接口連接高壓可調(diào)電路的電壓調(diào)節(jié)輸入接口，電場(chǎng)主控模塊的檢測(cè)電壓輸入接口連接高壓可調(diào)電路的檢測(cè)電壓輸出接口；高壓可調(diào)電路的交流電輸入接口與外部電源連接，高壓可調(diào)電路的脈沖電壓輸出接口連接高壓包模塊的輸入接口；高壓包模塊的高壓輸出接口連接倍壓模塊的高壓輸入接口；倍壓模塊的高壓輸出接口的輸出端連接平行極板的其中一塊金屬板，倍壓模塊的高壓輸出接口的接地端連接平行極板的另一塊金屬板。上述磁場(chǎng)發(fā)生單元包括磁場(chǎng)主控模塊、固態(tài)繼電器、交流接觸器、交流電流檢測(cè)傳感器和線圈；磁場(chǎng)主控模塊的控制輸出接口經(jīng)由固態(tài)繼電器連接交流接觸器的控制線圈；交流接觸器的交流輸入接口與外部電源連接；交流接觸器的交流輸出接口的火線連接交流電流檢測(cè)傳感器的輸入端；交流電流檢測(cè)傳感器的輸出端分為兩路，一路連接磁場(chǎng)主控模塊的傳感器輸入接口，另一路經(jīng)由線圈連接交流接觸器的交流輸出接口的零線。

上述用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置，還進(jìn)一步包括上位機(jī)，該上位機(jī)分別連接電場(chǎng)主控模塊和磁場(chǎng)主控模塊的通信接口。

上述方案中，高壓可調(diào)電路包括脈沖產(chǎn)生電路、隔離變壓器、可調(diào)開關(guān)電源電路和場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路；脈沖產(chǎn)生電路的輸入端形成高壓可調(diào)電路的脈沖使能輸入接口，脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接隔離變壓器的初級(jí)線圈，隔離變壓器的次級(jí)線圈連接場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端；可調(diào)開關(guān)電源電路的輸入端形成高壓可調(diào)電路的交流電輸入接口，可調(diào)開關(guān)電源電路的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端；可調(diào)開關(guān)電源電路的控制輸入端形成高壓可調(diào)電路的電壓調(diào)節(jié)輸入接口，場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的采集輸出端形成高壓可調(diào)電路的檢測(cè)電壓輸出接口；場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端形成高壓可調(diào)電路的脈沖輸出接口。

上述方案中，倍壓模塊的高壓輸出接口的輸出端連接平行極板的上極板，倍壓模塊的高壓輸出接口的接地端連接平行極板的下極板。

上述方案中，金屬板為鋁板和/或不銹鋼網(wǎng)板。

上述方案中，磁場(chǎng)發(fā)生單元還進(jìn)一步包括空氣開關(guān)，此時(shí)交流接觸器的交流輸入接口連接空氣開關(guān)的交流輸出接口，空氣開關(guān)的交流輸入接口與外部電源連接。

上述方案中，線圈的數(shù)量為2個(gè)以上，且這些線圈相互之間呈串聯(lián)和/或并聯(lián)連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，發(fā)明具有如下特點(diǎn)：

1.電場(chǎng)發(fā)生單元所輸出的直流高壓范圍寬(0～200kV)，同等條件下所產(chǎn)生的高壓電場(chǎng)強(qiáng)。

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度等多組參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和存儲(chǔ)，方便操作，節(jié)約成本。

3.可實(shí)現(xiàn)對(duì)用電場(chǎng)、磁場(chǎng)繁育植物種苗的工作時(shí)間進(jìn)行多組定時(shí)時(shí)間的設(shè)置和存儲(chǔ)，方便操作，節(jié)約成本。

4.可單獨(dú)用電場(chǎng)或磁場(chǎng)繁育植物種苗，也可同時(shí)使用電場(chǎng)或磁場(chǎng)繁育植物種苗。

5.具有IC卡刷卡管理功能，方便管理者管理和了解員工是否按時(shí)按量對(duì)植物種苗進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)和處理，節(jié)約了管理成本。

6.可實(shí)現(xiàn)播種前用電場(chǎng)對(duì)植物種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理，在播種后仍可以用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)植物種子進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理。

7.經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)藥食同源植物(牛尾菜、牛大力、大通草、黑老虎、無(wú)籽羅漢果、對(duì)葉百部)的種子、幼苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理，使這些植物的種子萌發(fā)率高，發(fā)芽勢(shì)好，幼苗長(zhǎng)勢(shì)健壯、抗逆性強(qiáng)、移栽成活率高。

8.用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、成本低，在苗床中易于安裝、易于操作。

9.具有定時(shí)功能，節(jié)約人力成本。

10.用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生單元都采用閉環(huán)控制技術(shù)，具有輸出參數(shù)穩(wěn)定、性能可靠、控制精準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置的原理示意圖。

圖2為電場(chǎng)發(fā)生單元的原理示意圖。

圖3為電場(chǎng)發(fā)生單元的高壓可調(diào)電路模塊的原理示意圖。

圖4為電場(chǎng)發(fā)生單元的電場(chǎng)主控模塊的原理示意圖。

圖5為磁場(chǎng)發(fā)生單元的原理示意圖。

圖6為磁場(chǎng)發(fā)生單元的磁場(chǎng)主控模塊的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置，如圖1所示，由電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元組成。用戶可以根據(jù)對(duì)植物種子和幼苗進(jìn)行處理的需要，單獨(dú)使用電場(chǎng)發(fā)生單元，用電場(chǎng)對(duì)植物種子和幼苗進(jìn)行處理；也可以單獨(dú)使用磁場(chǎng)發(fā)生單元，用磁場(chǎng)對(duì)植物種子和幼苗進(jìn)行處理；還可以同時(shí)使用電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元，用電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)植物的種子和幼苗進(jìn)行同時(shí)處理。

(1)用于繁育植物種苗的電場(chǎng)發(fā)生單元。

參見圖2，電場(chǎng)發(fā)生單元包括電場(chǎng)主控模塊、高壓可調(diào)電路、高壓包模塊、倍壓模塊和平行極板。平行極板由2塊平板狀的金屬板組成，這2塊金屬板相互平行并呈上下間隔疊放設(shè)置。所述金屬板可以為鋁板和/或不銹鋼網(wǎng)板。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施中，平行極板的上極板即位于上方的金屬板為連接倍壓模塊的高壓輸出接口的輸出端的金屬板，平行極板的下極板即位于下方的金屬板為連接倍壓模塊的高壓輸出接口的接地端的金屬板，且兩塊金屬板之間采用PVC管支撐。電場(chǎng)主控模塊的脈沖控制輸出接口連接高壓可調(diào)電路的脈沖使能輸入接口，電場(chǎng)主控模塊的數(shù)字電位器輸出接口連接高壓可調(diào)電路的電壓調(diào)節(jié)輸入接口，電場(chǎng)主控模塊的檢測(cè)電壓輸入接口連接高壓可調(diào)電路的檢測(cè)電壓輸出接口。高壓可調(diào)電路的交流電輸入接口與220V的外部電源連接，高壓可調(diào)電路的脈沖電壓輸出接口連接高壓包模塊的輸入接口。高壓包模塊的高壓輸出接口連接倍壓模塊的高壓輸入接口。倍壓模塊的高壓輸出接口的輸出端連接平行極板的上極板，倍壓模塊的高壓輸出接口的接地端連接平行極板的下極板。

高壓可調(diào)電路模塊是電場(chǎng)發(fā)生單元的高壓調(diào)節(jié)與高壓驅(qū)動(dòng)部分，它由脈沖產(chǎn)生電路、隔離變壓器、可調(diào)開關(guān)電源電路和場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路組成。如圖3所示。脈沖產(chǎn)生電路的輸入端形成高壓可調(diào)電路的脈沖使能輸入接口，脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接隔離變壓器的初級(jí)線圈，隔離變壓器的次級(jí)線圈連接場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端?？烧{(diào)開關(guān)電源電路的輸入端形成高壓可調(diào)電路的交流電輸入接口，可調(diào)開關(guān)電源電路的輸出端連接場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)輸入端?？烧{(diào)開關(guān)電源電路的控制輸入端形成高壓可調(diào)電路的電壓調(diào)節(jié)輸入接口，場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的采集輸出端形成高壓可調(diào)電路的檢測(cè)電壓輸出接口。場(chǎng)效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路的輸出端形成高壓可調(diào)電路的脈沖電壓輸出接口。

高壓包模塊為交流輸入，交流輸出的高壓包，最大輸出電壓為20KV。倍壓模塊為負(fù)離子高壓模塊，其可以進(jìn)行倍壓整流，倍壓比為1：10。倍壓模塊的高壓輸出接口的輸出端連接平行極板的上極板，倍壓模塊的高壓輸出接口的接地端連接平行極板的下極板。

電場(chǎng)主控模塊是電場(chǎng)發(fā)生單元的主控中心，它由嵌入式微處理器、RS485通信模塊、數(shù)碼管顯示模塊、USB轉(zhuǎn)串口模塊、數(shù)字電位器模塊、輸出電壓檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)器模塊、時(shí)鐘模塊、旋轉(zhuǎn)編碼器開關(guān)模塊、射頻卡讀卡模塊和高壓輸出啟動(dòng)電路組成。如圖4所示。數(shù)碼管顯示模塊經(jīng)RS485通信模塊與嵌入式微處理器相連。USB轉(zhuǎn)串口模塊的一端形成電場(chǎng)主控模塊的通信接口，另一端與嵌入式微處理器相連。數(shù)字電位器模塊的一端形成電場(chǎng)主控模塊的數(shù)字電位器輸出接口，另一端與嵌入式微處理器相連。輸出電壓檢測(cè)模塊的輸入端形成電場(chǎng)主控模塊的檢測(cè)電壓輸入接口，輸出端與嵌入式微處理器連接。嵌入式微處理器的脈沖控制輸出接口形成電場(chǎng)主控模塊的脈沖控制輸出接口。存儲(chǔ)器模塊、時(shí)鐘模塊和射頻卡讀卡模塊與嵌入式微處理器相連。旋轉(zhuǎn)編碼器開關(guān)模塊和高壓輸出啟動(dòng)電路的輸出端與嵌入式微處理器連接。

數(shù)碼管顯示模塊由單片機(jī)、SP485EE芯片、電阻、電容、撥碼開關(guān)、數(shù)碼管、數(shù)據(jù)通信接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)通信接口和電源輸入接口分別連接至RS485通信模塊的RS485通信接口和電源模塊的+5V直流電壓輸出接口。旋轉(zhuǎn)編碼器開關(guān)模塊由旋轉(zhuǎn)編碼器開關(guān)、電阻、電容、數(shù)據(jù)輸出接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)輸出接口和電源輸入接口分別連接至嵌入式微處理器的I/O端口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。存儲(chǔ)器模塊由存儲(chǔ)芯片、電阻、電容、數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口分別連接至嵌入式微處理器的I/O端口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。時(shí)鐘模塊由時(shí)鐘芯片、電阻、電容、數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口分別連接至嵌入式微處理器的I/O端口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。RS485通信模塊由MAX1348芯片、電阻、電容、二極管、TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口、RS485通信接口和電源輸入接口組成，它的TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口、RS485通信接口和電源輸入接口分別連接至嵌入式微處理器的串口1端口、數(shù)碼管顯示模塊的數(shù)據(jù)通信接口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。USB轉(zhuǎn)串口模塊由CH340芯片、電阻、電容、二極管和TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口組成，它的TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口連接至嵌入式微處理器的串口2端口。USB轉(zhuǎn)串口模塊上設(shè)有USB接口，它形成了電場(chǎng)主控模塊的通信接口，與PC機(jī)的USB接口相連接。數(shù)字電位器模塊由數(shù)字電位器芯片、電阻、電容、數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口分別連接至嵌入式微處理器的I/O端口和電源模塊的+5V直流電壓輸出接口。數(shù)字電位器模塊上設(shè)有數(shù)字電位器輸出接口，它形成了電場(chǎng)主控模塊的數(shù)字電位器輸出接口，與高壓可調(diào)電路模塊中的電壓調(diào)節(jié)輸入接口相連接，通過(guò)改變數(shù)字電位器的阻值可以調(diào)節(jié)高壓可調(diào)電路模塊的脈沖輸出電壓。輸出電壓檢測(cè)模塊由光耦芯片、電阻、電容和電壓輸出接口組成，它的電壓輸出接口連接至嵌入式微處理器的ADC(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)端口。輸出電壓檢測(cè)模塊上設(shè)有檢測(cè)電壓輸入接口，它形成了電場(chǎng)主控模塊的檢測(cè)電壓輸入接口，與高壓可調(diào)電路模塊中的檢測(cè)電壓輸出接口相連接，用于檢測(cè)高壓可調(diào)電路模塊中輸出的脈沖電壓。高壓輸出啟動(dòng)電路由電阻、電容、非自鎖按鈕和數(shù)據(jù)輸出接口組成，它的數(shù)據(jù)輸出接口連接至嵌入式微處理器的I/O端口。嵌入式微處理器的其中一個(gè)I/O端口形成了電場(chǎng)主控模塊的脈沖控制輸出接口。電場(chǎng)主控模塊中所用模塊的電源輸入接口形成了電場(chǎng)主控模塊的電源輸入接口。電場(chǎng)主控模塊還增加射頻卡讀卡模塊。射頻卡讀卡模塊能夠方便管理者對(duì)電場(chǎng)發(fā)生單元的管理和了解員工是否按時(shí)按量用電場(chǎng)對(duì)植物種苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理，管理者在使用電場(chǎng)發(fā)生單元時(shí)，可以設(shè)置授權(quán)1個(gè)或多個(gè)IC卡，然后將IC卡交給員工。員工在使用電場(chǎng)發(fā)生單元對(duì)植物種苗進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)和處理時(shí)，先將IC卡放到電場(chǎng)發(fā)生單元中的刷卡區(qū)刷卡獲得使用該電場(chǎng)發(fā)生單元的權(quán)限，此時(shí)電場(chǎng)主控制模塊的嵌入式微處理器將通過(guò)射頻卡讀卡模塊獲取IC卡信息，先檢查該IC卡是否有使用電場(chǎng)發(fā)生單元的權(quán)限，若有權(quán)限，則可以進(jìn)行操作，否則無(wú)權(quán)操作電場(chǎng)發(fā)生單元。獲得授權(quán)后的員工可以根據(jù)需要使用旋轉(zhuǎn)編碼器和開關(guān)按鈕向嵌入式微處理器輸入要輸出的多組電壓值和每組電壓值要工作的時(shí)間值命令，微處理器根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器和開關(guān)按鈕輸入的命令，獲取要輸出的多組電壓值和每組電壓值要工作的時(shí)間值，并控制存儲(chǔ)器模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)控制RS485通信模塊送給數(shù)碼管顯示模塊進(jìn)行電壓值和時(shí)間值的顯示。數(shù)碼管顯示模塊既可顯示當(dāng)前設(shè)置的電壓值和時(shí)間值，也可顯示以前設(shè)置的電壓值和時(shí)間值，待高壓輸出啟動(dòng)電路中的啟動(dòng)按鈕按下后，還可顯示當(dāng)前工作輸出的實(shí)際電壓值和定時(shí)剩下的時(shí)間。嵌入式微處理器還接有輸出電壓檢測(cè)模塊、數(shù)字電位器模塊和高壓輸出啟動(dòng)電路，待高壓輸出啟動(dòng)電路中的啟動(dòng)按鈕按下后，微處理器會(huì)進(jìn)行4項(xiàng)操作：(1)微處理器啟動(dòng)高壓可調(diào)電路中的脈沖產(chǎn)生電路讓其產(chǎn)生頻率為25KHz脈沖信號(hào)。(2)微處理器依次將設(shè)置存入存儲(chǔ)器的電壓值調(diào)出，送給數(shù)字電位器模塊的數(shù)據(jù)I/O端口，數(shù)字電位器模塊根據(jù)接收到的電壓值命令，在它的數(shù)字電位器輸出接口產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電阻值，由于數(shù)字電位器輸出接口與高壓可調(diào)電路中的可調(diào)開關(guān)電源電路的電壓調(diào)節(jié)輸入接口相連，因此改變?cè)撾娮柚?，可以使可調(diào)開關(guān)電源電路產(chǎn)生相應(yīng)的電壓輸出。(3)微處理器依次將設(shè)置存入存儲(chǔ)器的時(shí)間值調(diào)出，并獲取時(shí)鐘模塊的時(shí)間，與設(shè)置的時(shí)間值進(jìn)行比較，以判斷是否達(dá)到定時(shí)時(shí)間。若定時(shí)時(shí)間到，微處理器取消使能高壓可調(diào)電路中的脈沖產(chǎn)生電路禁止其產(chǎn)生頻率為25KHz脈沖信號(hào)。(4)微處理器控制輸出電壓檢測(cè)模塊，將可調(diào)開關(guān)電源電路的輸出電壓采集回來(lái)，經(jīng)過(guò)處理后轉(zhuǎn)換為電場(chǎng)發(fā)生單元輸出的高壓值，由RS485通信模塊送給數(shù)碼管顯示模塊進(jìn)行顯示。

用于繁育植物種苗的電場(chǎng)發(fā)生單元可以根據(jù)用戶的需求設(shè)定多組電場(chǎng)產(chǎn)生的時(shí)間和多組輸出電壓參數(shù)，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間和輸出電壓參數(shù)對(duì)要繁育的植物種苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)干預(yù)和處理。

(2)用于繁育植物種苗的磁場(chǎng)發(fā)生單元。

參見圖5，磁場(chǎng)發(fā)生單元包括磁場(chǎng)主控模塊、固態(tài)繼電器、交流接觸器、交流電流檢測(cè)傳感器和線圈。線圈由銅線繞制。在本發(fā)明中，線圈的數(shù)量為2個(gè)以上，且這些線圈相互之間呈串聯(lián)連接。每個(gè)線圈由2.5mm²以上的銅線按內(nèi)直徑為10cm，且按一個(gè)方向纏繞30圈而成。磁場(chǎng)主控模塊的控制輸出接口經(jīng)由固態(tài)繼電器連接交流接觸器的控制線圈。交流接觸器的交流輸入接口與220V的外部電源連接。交流接觸器的交流輸出接口的火線連接交流電流檢測(cè)傳感器的輸入端。交流電流檢測(cè)傳感器的輸出端分為兩路，一路連接磁場(chǎng)主控模塊的傳感器輸入接口，另一路經(jīng)由線圈連接交流接觸器的交流輸出接口的零線。為了能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，磁場(chǎng)發(fā)生單元還進(jìn)一步包括空氣開關(guān)，此時(shí)交流接觸器的交流輸入接口連接空氣開關(guān)的交流輸出接口，空氣開關(guān)的交流輸入接口與220V的外部電源連接。

磁場(chǎng)主控模塊是磁場(chǎng)發(fā)生單元的主控中心，它由單片機(jī)、顯示模塊、USB轉(zhuǎn)串口模塊、交流電流檢測(cè)模塊、存儲(chǔ)器模塊、時(shí)鐘模塊、按鍵模塊和射頻卡讀卡模塊組成。如圖6所示。USB轉(zhuǎn)串口模塊的一端形成磁場(chǎng)主控模塊的通信接口，另一端與單片機(jī)相連。交流電流檢測(cè)模塊的輸入端形成磁場(chǎng)主控模塊的傳感器輸入接口，輸出端與單片機(jī)連接。單片機(jī)的控制輸出接口形成磁場(chǎng)主控模塊的控制輸出接口。存儲(chǔ)器模塊、時(shí)鐘模塊和射頻卡讀卡模塊與單片機(jī)相連。按鍵模塊的輸出端與單片機(jī)連接。

存儲(chǔ)器模塊由存儲(chǔ)芯片、電阻、電容、數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口分別連接至單片機(jī)的I/O端口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。時(shí)鐘模塊由時(shí)鐘芯片、電阻、電容、數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口組成，它的數(shù)據(jù)I/O接口和電源輸入接口分別連接至單片機(jī)的I/O端口和電源模塊的+3.3V直流電壓輸出接口。USB轉(zhuǎn)串口模塊由CH340芯片、電阻、電容、二極管和TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口組成，它的TTL電平數(shù)據(jù)I/O接口連接至單片機(jī)的串口端口。USB轉(zhuǎn)串口模塊上設(shè)有USB接口，它形成了磁場(chǎng)主控模塊的通信接口，與PC機(jī)的USB接口相連接。交流電流檢測(cè)模塊由電阻、電容、二極管、電壓輸出接口和電源輸入接口組成，它的電壓輸出接口和電源輸入接口分別連接至單片機(jī)的ADC(模/數(shù)轉(zhuǎn)換器)端口和電源模塊的+5V直流電壓輸出接口。交流電流檢測(cè)模塊上設(shè)有交流電流檢測(cè)傳感器輸入接口，它形成了磁場(chǎng)主控模塊的傳感器輸入接口，與電流檢測(cè)傳感器相連接，用于檢測(cè)線圈的工作電流。單片機(jī)的其中一個(gè)I/O端口形成了磁場(chǎng)主控模塊的控制輸出接口，與固態(tài)繼電器的輸入端口相連接。磁場(chǎng)主控模塊中所用模塊的電源輸入接口形成了磁場(chǎng)主控模塊的電源輸入接口。射頻卡讀卡模塊能方便管理者對(duì)磁場(chǎng)發(fā)生單元的管理和了解員工是否按時(shí)按量用磁場(chǎng)對(duì)植物種苗進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)和處理。管理者在使用磁場(chǎng)發(fā)生單元時(shí)，可以設(shè)置授權(quán)1個(gè)或多個(gè)IC卡，然后將IC卡交給員工。員工在使用磁場(chǎng)發(fā)生單元對(duì)植物種苗進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)和處理時(shí)，先將IC卡放到磁場(chǎng)發(fā)生單元中刷卡區(qū)刷卡獲得使用該磁場(chǎng)發(fā)生單元的權(quán)限，此時(shí)磁場(chǎng)主控模塊的單片機(jī)將通過(guò)射頻卡讀卡模塊獲取IC卡信息，先檢查該IC卡是否有使用磁場(chǎng)發(fā)生單元的權(quán)限，若有權(quán)限，則可以進(jìn)行操作，否則無(wú)權(quán)操作磁場(chǎng)發(fā)生單元。此外，磁場(chǎng)主控模塊還連接有按鍵模塊，獲得授權(quán)后的員工可以根據(jù)需要使用鍵盤向單片機(jī)輸入要輸出磁場(chǎng)的多組時(shí)間值命令，單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入的命令，獲取要輸出磁場(chǎng)的多組時(shí)間值，并控制存儲(chǔ)器模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)送給顯示模塊進(jìn)行時(shí)間值的顯示。顯示模塊既可顯示當(dāng)前設(shè)置的時(shí)間值，也可顯示以前設(shè)置的時(shí)間值，待磁場(chǎng)產(chǎn)生后，還可顯示當(dāng)前線圈工作的電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度和定時(shí)剩下的時(shí)間。待鍵盤中的啟動(dòng)按鈕按下后，單片機(jī)會(huì)進(jìn)行3項(xiàng)操作：(1)單片機(jī)通過(guò)控制固態(tài)繼電器工作，控制交流接觸器吸合給線圈供電，線圈中有電流流過(guò)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。(2)單片機(jī)依次將設(shè)置存入存儲(chǔ)器的時(shí)間值調(diào)出，并獲取時(shí)鐘模塊的時(shí)間，與設(shè)置的時(shí)間值進(jìn)行比較，以判斷是否達(dá)到定時(shí)時(shí)間。若定時(shí)時(shí)間到，單片機(jī)通過(guò)控制固態(tài)繼電器控制交流接觸器斷開不給線圈供電。(3)單片機(jī)控制交流電流檢測(cè)模塊，將流過(guò)線圈的電流轉(zhuǎn)換為電壓采集回來(lái)，經(jīng)過(guò)處理后轉(zhuǎn)換為流過(guò)線圈的工作電流值和磁場(chǎng)發(fā)生單元輸出的磁場(chǎng)值，并分別送給顯示模塊進(jìn)行顯示，供用戶進(jìn)行參考。顯示模塊為數(shù)碼管或液晶顯示屏。

用于繁育植物種苗的磁場(chǎng)發(fā)生單元可以根據(jù)用戶的需求設(shè)定多組磁場(chǎng)產(chǎn)生的時(shí)間，根據(jù)設(shè)定的定時(shí)時(shí)間對(duì)要繁育的植物種苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)干預(yù)和處理。

此外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元的遠(yuǎn)程控制，一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置還進(jìn)一步包括上位機(jī)，該上位機(jī)分別連接電場(chǎng)主控模塊和磁場(chǎng)主控模塊的通信接口。上位機(jī)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)用于繁育植物種苗的電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元的控制，讓其能按照用戶設(shè)置的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行正常的工作。

一種用于繁育植物種苗的電場(chǎng)與磁場(chǎng)發(fā)生裝置的工作過(guò)程如下：

在播種前，先使用電場(chǎng)發(fā)生單元對(duì)種子的進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。此時(shí)，將植物種子放置在平行極板之間，即放置在位于下方的金屬板上。通過(guò)電場(chǎng)主控模塊設(shè)定施加電場(chǎng)的時(shí)間段和時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)設(shè)定輸出的電壓參數(shù)；高壓可調(diào)電路在電場(chǎng)主控模塊的控制下產(chǎn)生脈沖電壓，該脈沖電壓經(jīng)過(guò)高壓包模塊和倍壓模塊的兩次升壓、整流后，加載到平行極板上；平行極板的2塊金屬板之間形成電場(chǎng)。通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生單元所產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)植物種子進(jìn)行干預(yù)和處理。

將處理后的植物種子播種到苗床上，加以適合種子發(fā)芽和生長(zhǎng)的溫濕度和光照，同時(shí)使用電場(chǎng)發(fā)生單元和磁場(chǎng)發(fā)生單元對(duì)種子萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行干預(yù)。播種前，先將磁場(chǎng)發(fā)生單元的線圈放置在平行極板之間，即先將線圈平鋪在位于下方的金屬板之上，然后用沙土將線圈覆蓋，展平，接著鋪上無(wú)紡布，鋪好播種基質(zhì)，最后將種子播種到上面或?qū)⒎N子發(fā)芽后的幼苗栽種在上面。通過(guò)電場(chǎng)主控模塊設(shè)定施加電場(chǎng)的時(shí)間段和時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)設(shè)定輸出的電壓參數(shù)；高壓可調(diào)電路在電場(chǎng)主控模塊的控制下產(chǎn)生脈沖電壓，該脈沖電壓經(jīng)過(guò)高壓包模塊和倍壓模塊的兩次升壓、整流后，加載到平行極板上；平行極板的2塊金屬板之間形成電場(chǎng)。通過(guò)磁場(chǎng)主控模塊設(shè)定施加磁場(chǎng)的時(shí)間段和時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)設(shè)定磁場(chǎng)施加的強(qiáng)度；交流接觸器在磁場(chǎng)主控模塊的控制下，將交流電加載到線圈上，使得線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)交流接觸器的啟動(dòng)控制，交流電流檢測(cè)傳感器向磁場(chǎng)主控模塊反饋檢測(cè)到線圈的電流。通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生單元所產(chǎn)生的電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生單元所產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)植物的種子和幼苗的進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理。

本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有的電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生單元中存在參數(shù)范圍不寬、輸出最大值不高，不具有對(duì)植物種子和幼苗用電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)處理的定時(shí)功能，不能對(duì)播種后的植物種子和發(fā)芽后的幼苗用電場(chǎng)和磁場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理，在使用裝置時(shí)對(duì)技術(shù)參數(shù)的調(diào)整與控制比較困難，特別是在實(shí)際應(yīng)用中因操作困難而難以推廣等問題。本發(fā)明提出一種性能可靠、成本較低、易操作，且電場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度參數(shù)可調(diào)、范圍寬，用于作用植物種苗的時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行定時(shí)設(shè)置的電場(chǎng)發(fā)生單元和交流磁場(chǎng)發(fā)生單元。操作者可以很便捷的運(yùn)用本發(fā)明對(duì)一些用傳統(tǒng)的繁育方法難以繁育出種苗的植物種子和幼苗進(jìn)行適當(dāng)?shù)母深A(yù)和處理，利用電場(chǎng)與磁場(chǎng)的復(fù)合誘導(dǎo)作用，打破種子生理休眠，使種子萌發(fā)率高，發(fā)芽勢(shì)好，幼苗根系發(fā)達(dá)，成苗率高，以達(dá)到繁育出高性價(jià)比種苗，節(jié)約成本、人力和物力，并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；斯しN植的目的。

上述實(shí)施例，僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的具體個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。