[实用新型]设施作物二氧化碳扩散管道及基于该管道的无线调控系统

说明书

技术领域

本实用新型属于农业智能化技术领域，特别涉及一种设施作物二氧化碳 扩散管道及基于该管道的无线调控系统。

背景技术

近年来，设施作物大棚环境监测在国内得到了相应的研究，并且实现了 有线到无线的转变。但是，相比传统的检测以及控制方法，没有能够实现作 物有效的补充二氧化碳，再具体控制方面，仅仅根据单一变量进行处理，本 系统控制方法设计参考多变量设计方法，根据系统优化而得到最优控制方法。 不同的植物对应不同的二氧化碳调控模型，从而避免了传统二氧化碳调控单 一化的方式。对应不同植物，不同的光合作用模型，不同的二氧化碳的响应， 不同作物通过优化算法得到的最优值会有不同的调控方式。

设施作物内如果种有植株较高的作物，在布置检测设备方面就要考虑空 间布置等方面的注意事项，传感器的走线以及放置会比较麻烦，而通过采用 无线方式会大大便捷数据的采集与信息的获取，同时为应用于多种场合的设 施作物提供应用拓展的可能性。

设施作物由于植物生长比较复杂，通过无线传输检测数据比较有利，并 且检测数据方面通过无线传输并不影响植物的自身生长，并且在检测位置的 选择上有较大的灵活性。

传统的温室二氧化碳的补施多采用不可控的方式，且在二氧化碳扩散均 匀性方面考虑甚少，针对上述缺点，通过对温室流体空间的二氧化碳气体扩 散均匀性方面的研究，通过铺设气体扩散管道，设计二氧化碳不同的出气孔 的大小以及增加对流扇等方式，促使气体更加精准的补充。

由于上述理由，有必要对调控二氧化碳的方法与原理上进一步改进以更 好地促进植物自身的生长。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种设施作 物二氧化碳扩散管道及基于该管道的无线调控系统，可以更精确地实现温室 调控，更好地促进植物碳肥的需求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种设施作物二氧化碳扩散管道，包括一根与气罐1连接的主管道2和 若干分管道3，各分管道3的直径均与主管道2的直径相等，各分管道3均 垂直地连接在主管道上，各分管道3相互平行且均位于主管道2的同侧，各 分管道3上均等间距开有圆孔4，各分管道3两端均设置有一对对流扇。

根据伯努利原理可知，

本设计中，各个管道相对气罐出气口处的压强与流速相同，因此等距离开孔处的三个管道相对位置压强相同，考虑到管道是水平铺与整个设施作物上方。因此，各个节点重力势能保持相同，但是气体距离出气孔的相对深度不同，从而可得等间距开孔处的二氧化碳的压强为

从而可知压强随着距离出气孔的距离越远，压强越小。

由上述公式可以定量的计算得到各个出气孔处的压强值。在设计出气孔大小时，考虑压强与流速之间的关系，可知流速为

另外由流量与流量之间的关系可知S＝v·A，A为横截面积

从而最终可得最终确定出气孔深度与开气孔的大小之间的关系。

所述圆孔4的直径大小各不相同，其直径的大小满足出各圆孔4的二氧 化碳气体的流速相同。

本实用新型还提供了基于所述设施作物二氧化碳扩散管道的无线调控系 统，包括：

检测模块，包括设置在设施作物内的温度检测模块、二氧化碳浓度检测 模块一和光照强度检测模块以及设置在设施作物外的二氧化碳浓度检测模块 二；

主控模块，通过无线方式接收检测模块的检测数据，判断是否需要补充 二氧化碳，在需要补充时，通过无线方式向控制模块发送指令；

控制模块，接收主控模块所发指令，控制储存有二氧化碳的气罐1的阀 门启闭。

所述主控模块为单片机，单片机利用存储器对检测数据和预设调控值进 行存储，检测模块连接有用于显示其检测数据的液晶显示屏，检测模块与主 控模块之间基于ZigBee协议实现无线通信。