[发明专利]温室微电脑综合测控方法及装置

说明书

本发明涉及对于温室，特别是对日光温室内的温度、室内某种气体、土壤湿度进行测量并由此测量得出相应控制信号的方法，以及采用这种方法对温室内的温度、室内某种气体、土壤湿度进行控制调整的装置。在本发明的方法中以实测所得室内温度作为控制室内温度的函数，以温度测量元件为室温测量器件，并用开启或关闭温室窗户或者启动或停止向室内进行强制通风作为控制室温的措施。本发明使用太阳能电池供电，采用充电电池蓄电，组成系统的工作及动力电源，因此不需任何外接电源，不受电力限制。

利用温室进行作物的栽培和种植早已是一件众所周知的技术，近年来由于农业科技的推广和日光温室技术的成熟，温室，特别是日光温室，已在我国农村大量普及，同时一些以前人们从未采用的农业技术也在我国农村相当范围内普及使用了。例如通过对温室内某种气体(主要是对二氧化碳的浓度)的控制和调整以增加温室作物的产量，通过对温室内土壤湿度的测控以达到节水降低农产品成本，等等。也正是由于对现代农业技术的使用使对温室内相关参数的测控成为提高温室作物产量降低生产成本的一个关键因素。在现阶段，对于温度测控较为普遍采用的是用温度计等温度测量器件测量温室内的温度，在温度过高时用人工开启温室通风窗或启动强制排风扇，温度低时则关闭温室通风窗或关闭强制通风扇；对于温室内土壤湿度的测控多是凭肉眼观察和经验以及采用室内的滴灌、喷灌或者渗灌等灌溉措施，但在日光温室内更多是通过人力浇灌；对温室内二氧化碳浓度测控则只在少数技术条件较好地区采用，具体的是利用二氧化碳分析测定装置得出二氧化碳浓度值，用胶管接在二氧化碳气瓶上，打开气阀，然后顺着作物行间走动，放一二个小时。在现有技术中除对温度测控技术较为成熟普遍和可靠外，其余的技术均有许多不足，例如，采用肉眼观察或经验方法进行测控并据此进行滴灌、喷灌和以人力进行浇灌是造成现有温室内高温高湿现象的一个主要原因，这会引起温室内植物病害的发生；而利用二氧化碳测定装置测量和控制室内二氧化碳浓度，又因装置价格过高，测定时所需技术较为复杂，难以推广。现已知的将温室内温度、土壤湿度和二氧化碳浓度综合进行测量并进行控制的装置是以色列生产的装置，这种装置虽然具有较好的使用效果，但其不菲的价格(每套温室的控制装置价格为三万元)却使中国绝大多数农民根本无法问津。除以上所述的现有技术的不足外，由于所有的对温室参数进行测控的现有技术均需电力为其能源，这也造成在我国经济不发达地区，老、少、边、穷地区以及无电力供应或缺少电力供应的地区而言不可能实施现有技术。

本发明的目的是提供一种能克服现有技术不足，能对温室的温度、土壤湿度和室内二氧化碳浓度进行监测并据此进行控制的方法，和以实现本发明的方法，能具有较低商品价格，能有效地对温室内各参数进行测量和控制，在一般条件下不依赖于电力供应作为装置能源的温室参数测控装置。

本发明的方法是：以阳光照度和时间作为温室内二氧化碳浓度的函数，当温室内照度高于预定值时开启二氧化碳送气系统，在二氧化碳送气至预定时间后停止输送二氧化碳，而当照度小于预定值时关闭二氧化碳送气系统；以时间作为温室土壤湿度的函数，按事先预定时间启闭向温室供水的给水系统。

本发明的装置是在现采用的带有温度测量元件、温室窗户开启装置或强制通风系统的基础上再附加作为温室内二氧化碳气体浓度参比参数测量元件的照度测量器件和用作为作物灌溉参数测定元件的时间测定器件，及采集和处理温室内温度、时间、照度等参数并产生相应控制信号的微处理器，受微处理器控制的温室给水系统驱动电路、二氧化碳送气启闭系统驱动电路和控制温室窗户开启装置或强制通风系统的驱动电路等构成。

在本发明的装置还可以采用以下技术措施：

本发明装置中的照度测量器件为太阳能电池。

在本发明的装置中的给水系统可以是自来水，但最好是采用高位蓄水槽和电驱动输水阀，二氧化碳送气启闭系统由二氧化碳蓄气源和电驱动的输气阀构成。

在装置中所采用的室温控制系统是受微处理器控制的强制通风排风扇，或者是用微处理器控制的由小功率电机带动的可开和关的温室窗户。

在本发明的装置中，所采用的电驱动输水阀和二氧化碳输气阀均采用磁保持电磁阀，或者采用另一种实施例，即电驱动输水阀和二氧化碳输气阀均采用旋塞阀，并用带有减速机构的受微处理器控制的小功率电机实现旋塞阀的启闭。

更为主要的是本发明的装置采用了太阳能电池和用太阳能电池进行充电的蓄电池供电。

本发明具有以下优点：