[发明专利]一种分布式光合速率监测系统

说明书

本发明公开了一种分布式光合速率监测系统，是在温室/大棚内的不同位置处分别部署多个监测端和一个主控端；该监测端分为两层，上层为叶片仓，下层为叶片仓测控室，叶片仓测控室内设置有电机、MCU模块、可充电电池、各个环境传感器、无线通信模块，并用于接收主控端指令，控制叶片仓自动开合以及测量叶片仓内作物叶片的环境因子数据后发送给主控端；主控端根据所接收到的环境因子数据拟合出光合速率。本发明能快速准确地分布测量温室/大棚内各处作物的光合速率，简化过程并提高装置在温室/大棚中的作用范围，为后续根据光合速率对温室/大棚内环境参数调控奠定基础。

技术领域

本发明涉及智慧农业领域，具体涉及一种分布式光合速率监测系统，适用于温室/大棚作物的光合速率监测，以及根据光合速率对温室/大棚内环境参数进行调控。

背景技术

光合作用是作物在光子通量密度条件下，将二氧化碳和水转化为有机物，实现物质积累的生化过程，决定作物的产量与品质。而光合速率是在光饱和条件下表面光合效率的重要指标，是提高光合作用、加快物质积累、提高产量和品质的关键，因此要对光合速率进行精确、实时、分布式监测。

目前常见的光合速率检测方法有三种，一种是叶绿素荧光检测法，另一种是基于气体交换原理的测定法，还有一种是根据温度、CO2浓度、光子通量密度等环境因子与光合速率之间的关系构建模型的计算方法，例如论文“胡瑾.基于作物光合需求的设施光环境调控方法与技术研究[D].西北农林科技大学,2016.”。在光合速率检测装置方面，PTM-48A植物生理生态监测系统和LI-COR(Li-6400和Li-6800)便携式光合仪是两款有代表性的检测设备，其中PTM-48A的叶片仓开闭设计为气动控制，且无传感器测量叶片仓闭合压力，可能会造成叶片仓与外界进行气体交换，致使测量的误差增大。Li-6400与Li-6800的叶片仓开闭设计为手动控制，未实现自动化。而且这两款设备的叶片仓仍需与主机进行实体连接和有线通信，均未实现分布式测量作物的光合速率。因此具有较大的局限性。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种分布式光合速率监测系统，以期能快速准确地分布测量温室/大棚内各处作物的光合速率，简化过程并提高装置在温室/大棚中的作用范围，为后续根据光合速率对温室/大棚内环境参数调控奠定基础。

本发明为解决技术问题采取如下技术方案：

本发明一种分布式光合速率监测系统的特点是：在温室/大棚内的不同位置处分别部署多个监测端和一个主控端；

所述监测端分为两层，上层为叶片仓，下层为叶片仓测控室；

所述叶片仓包括：透明顶盖板、底盖板、电机驱动杆、驱动杆导轨；

所述透明顶盖板通过铰链与底盖板相连接；并在所述透明顶盖板与底盖板的闭合处沿边设置有密封圈；

在所述透明顶盖板和底盖板的侧部分别设置有驱动杆导轨，在一对驱动杆导轨之间设置有电机驱动杆；所述电机驱动杆是由下中空套管和上实心杆连接而成，下中空套管在电机的驱动下沿驱动杆导轨转动，从而带动上实心杆沿中心轴方向上下移动，以控制叶片仓的透明顶盖板的开合；

在所述透明顶盖板与底盖板的闭合处设置有凸台，所述凸台上设置有薄膜式压力传感器，用于获取叶片仓的开合度；

在底盖板上设置有若干个预留孔；

所述叶片仓测控室内设置有所述电机、MCU模块、可充电电池、各个环境传感器、无线通信模块；

在所述底盖板的预留孔处安装有温度传感器、CO2浓度传感器、PAR光子通量密度传感器；

在监测端的外侧设置有显示屏；

所述MCU模块分别与电机、温度传感器、CO2浓度传感器、PAR光子通量密度传感器、薄膜压力传感器、无线通信模块和显示屏相连，并由所述可充电电池供电；