植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,用于探索研究植物在不同參數(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境下的電信號(hào)變化規(guī)律。所述植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置包括植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱,植物電信號(hào)提取裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分;控制計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度、光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度參數(shù),同時(shí)控制植物電信號(hào)提取裝置采集不同生長(zhǎng)環(huán)境下的植物電信號(hào)。本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置具有信息化程度高,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便的特點(diǎn),能夠?qū)崟r(shí)地檢測(cè)植物生長(zhǎng)環(huán)境參數(shù)變化時(shí)的植物電信號(hào)變化,為植物電信號(hào)檢測(cè)從實(shí)驗(yàn)室研究到實(shí)際應(yīng)用提供了前期基礎(chǔ)。
【專利說(shuō)明】植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,具體來(lái)說(shuō)是利用植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱調(diào)節(jié)產(chǎn)生不同參數(shù)的植物生長(zhǎng)環(huán)境,通過(guò)調(diào)節(jié)溫濕度、光照強(qiáng)度的參數(shù)大小變化,來(lái)檢測(cè)植物體內(nèi)電信號(hào)的不同,以此探索研究溫濕度、光照強(qiáng)度參數(shù)變化對(duì)植物電信號(hào)的影響規(guī)律。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代微弱信號(hào)檢測(cè)處理技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)信息采集技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用,植物微弱電信號(hào)的提取和分析將更具可行性和科學(xué)性。植物電信號(hào)是與植物生理過(guò)程、體內(nèi)傳送信息相關(guān)的重要植物生理信號(hào),它是植物對(duì)環(huán)境變化刺激做出的反應(yīng)??梢酝ㄟ^(guò)觀察植物電信號(hào)的變化來(lái)監(jiān)測(cè)外界環(huán)境的變化,可調(diào)節(jié)植物與外部環(huán)境間的聯(lián)系,作為溫室生產(chǎn)調(diào)控環(huán)境因子的一個(gè)參考依據(jù)。調(diào)控環(huán)境因子最優(yōu)化,使植物生長(zhǎng)達(dá)到最佳狀況。因此,開(kāi)展植物微弱電信號(hào)的檢測(cè)研究將會(huì)在設(shè)施農(nóng)業(yè)、信息化農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種探索研究植物在不同參數(shù)的生長(zhǎng)環(huán)境下的電信號(hào)規(guī)律的對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)調(diào)節(jié)溫濕度、光照強(qiáng)度參數(shù)的變化,來(lái)實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出參數(shù)不同變化對(duì)植物電信號(hào)的影響規(guī)律。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,包括植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱,植物電信號(hào)提取裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分;植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱由智能控制模塊、環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置組成,其中環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與智能控制模塊的輸入端口相連,環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排相連,繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連,智能控制模塊通過(guò)RS232串行通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連;其中植物電信號(hào)提取裝置由正電極、負(fù)電極、參考電極、屏蔽網(wǎng)、高速屏蔽線、信號(hào)檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)采集板卡組成,正電極、負(fù)電極、參考電極與信號(hào)檢測(cè)單元通過(guò)高速屏蔽線相連,信號(hào)檢測(cè)單元與數(shù)據(jù)采集板卡通過(guò)高速屏蔽線相連,數(shù)據(jù)采集板卡通過(guò)USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。
[0005]所述的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置由溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器組成,分別安裝在植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱的底部、中部以及頂部,其中溫濕度傳感器通過(guò)兩線制串行接口與智能控制模塊相連,二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器與智能控制模塊的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連。
[0006]所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成,其中溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器與繼電器端子排相連,繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連,LED光源板與智能控制模塊的PWM調(diào)制輸出端口相連。
[0007]所述的植物電信號(hào)提取裝置包括正電極、負(fù)電極、參考電極、屏蔽網(wǎng)、高速屏蔽線、信號(hào)檢測(cè)單元以及數(shù)據(jù)采集板卡,屏蔽網(wǎng)罩住檢測(cè)植物,信號(hào)檢測(cè)單元具有三個(gè)輸入端口,其中:所述正電極的一端插入檢測(cè)植物的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第一輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連;所述負(fù)電極的一端插入檢測(cè)植物的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第二輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連;所述參考電極的一端插入檢測(cè)植物根部的土壤內(nèi)部,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第三輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連,同時(shí)參考電極與地相連。
[0008]所述的信號(hào)檢測(cè)單元包括差分輸入電路、低通濾波電路、高通濾波電路、50Hz陷波電路以及放大電路,且所述的信號(hào)檢測(cè)單元具有輸出端,采用高速屏蔽線與數(shù)據(jù)采集板卡相連。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置電路原理圖。
[0011]圖3是本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4是本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置植物電信號(hào)提取裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置信號(hào)檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記:1-植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱;2-LED光源板;3_制冷器;4_加熱棒;5_排風(fēng)風(fēng)扇;6_進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇;7_加濕器;8-二氧化碳發(fā)生器;9-溫濕度傳感器;10-二氧化碳濃度傳感器;11-光照傳感器;12-繼電器端子排;13-智能控制模塊;14-正電極;15-負(fù)電極;16-參考電極;17_檢測(cè)植物;18-信號(hào)調(diào)理單元;181-差分輸入電路;182_低通濾波電路;183-高通濾波電路;184-50Hz陷波電路;185_放大電路;19_屏蔽網(wǎng);20_高速屏蔽線;21-數(shù)據(jù)采集板卡;22-USB通信數(shù)據(jù)線;23-RS232串行通信數(shù)據(jù)線;24_控制計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置主要用于探索研究不同參數(shù)的植物生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)植物電信號(hào)的影響規(guī)律。
[0017]如圖1所示,本實(shí)用新型的植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,包括植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱I,植物電信號(hào)提取裝置以及控制計(jì)算機(jī)24三部分;植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱I由智能控制模塊13、環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置組成,其中環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置由溫濕度傳感器9、二氧化碳濃度傳感器10以及光照傳感器11組成,環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板2、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成;環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與智能控制模塊13的輸入端口相連,環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排12相連,繼電器端子排12與智能控制模塊13的通用輸出端口相連,智能控制模塊13通過(guò)RS232串行通信數(shù)據(jù)線23與控制計(jì)算機(jī)20相連;其中植物電信號(hào)提取裝置由正電極14、負(fù)電極15、參考電極16、信號(hào)檢測(cè)單元18、屏蔽網(wǎng)19、高速屏蔽線20、數(shù)據(jù)采集板卡21組成,屏蔽網(wǎng)19罩住檢測(cè)植物17,正電極14、負(fù)電極15、參考電極16與信號(hào)檢測(cè)單元18通過(guò)高速屏蔽線20相連,信號(hào)檢測(cè)單元18與數(shù)據(jù)采集板卡21通過(guò)高速屏蔽線20相連,數(shù)據(jù)采集板卡21通過(guò)USB通信數(shù)據(jù)線22與控制計(jì)算機(jī)24相連。
[0018]如圖2所示,所述的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置由溫濕度傳感器9、二氧化碳濃度傳感器10和光照傳感器11組成,用于采集植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)的溫濕度、二氧化碳濃度以及光照強(qiáng)度參數(shù);溫濕度傳感器9通過(guò)兩線制串行接口與智能控制模塊13相連,其中時(shí)鐘管腳SCK與數(shù)據(jù)管腳DATA分別與智能控制模塊13的PC2、PC3端口相連;二氧化碳濃度傳感器10和光照傳感器11與智能控制模塊13的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連,其中二氧化碳濃度傳感器10的輸出信號(hào)OUT與智能控制模塊13的PAl接口相連,光照傳感器11的輸出信號(hào)OUT與智能控制模塊13的PA2接口相連。
[0019]如圖3所示,所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板2、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成,其中溫度調(diào)節(jié)器由制冷器3和加熱棒4組成,濕度調(diào)節(jié)器由加濕器7組成,二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器由二氧化碳發(fā)生器8組成,空氣調(diào)節(jié)器則由排風(fēng)風(fēng)扇5和進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇6組成;制冷器3、加熱棒4、排風(fēng)風(fēng)扇5、進(jìn)風(fēng)風(fēng)扇6、加濕器7、二氧化碳發(fā)生器8分別與繼電器端子排12相連,繼電器端子排12與智能控制模塊13的輸出端口 PB1、PB2、PB3、PB4、PB5、PB6相連,LED光源板2的紅色控制端口 RED與藍(lán)色控制端口 BLUE分別與智能控制模塊13的PWM調(diào)制輸出端口 PD2、PD3相連。
[0020]如圖4所示,所述的植物電信號(hào)提取裝置包括正電極14、負(fù)電極15、參考電極16、信號(hào)檢測(cè)單元18、屏蔽網(wǎng)19、高速屏蔽線20以及數(shù)據(jù)采集板卡21,所述正電極14的一端插入檢測(cè)植物17的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元18的第一輸入端INl通過(guò)高速屏蔽線20相連;所述負(fù)電極15的一端插入檢測(cè)植物17的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元18的第二輸入端IN2通過(guò)高速屏蔽線20相連;所述參考電極的一端插入檢測(cè)植物17根部的土壤內(nèi)部,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元18的第三輸入端IN3通過(guò)高速屏蔽線20相連,同時(shí)參考電極還與地相連;信號(hào)檢測(cè)單元18輸出的信號(hào)通過(guò)高速屏蔽線20傳輸給數(shù)據(jù)采集板卡21,數(shù)據(jù)采集板卡21再將信號(hào)通過(guò)USB通信數(shù)據(jù)線22傳輸給控制計(jì)算機(jī)24。
[0021]如圖5所示,所述的信號(hào)檢測(cè)單元18由差分輸入電路181、低通濾波電路182、高通濾波電路183、50Hz陷波電路184以及放大電路185構(gòu)成,正電極14、負(fù)電極15、參考電極16通過(guò)高速屏蔽線20分別與差分輸入電路181的第一輸入端IN1、第二輸入端IN2以及第三輸入端IN3相連,經(jīng)過(guò)差分輸入電路181處理后的輸出信號(hào)OUTl輸入到低通濾波電路182中進(jìn)行低通濾波處理,輸出信號(hào)0UT2再輸入到高通濾波電路183中進(jìn)行高通濾波處理,輸出信號(hào)0UT3在經(jīng)過(guò)50Hz陷波電路184處理后,將輸出信號(hào)0UT4傳輸給放大電路185進(jìn)行放大處理,最后輸出信號(hào)0UT5。
【權(quán)利要求】
1.一種植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,包括植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱,植物電信號(hào)提取裝置以及控制計(jì)算機(jī)三部分,其特征在于:植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱由智能控制模塊、環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置組成,其中環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置與智能控制模塊的輸入端口相連,環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置與繼電器端子排相連,繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連,智能控制模塊通過(guò)RS232串行通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連;其中植物電信號(hào)提取裝置由正電極、負(fù)電極、參考電極、屏蔽網(wǎng)、高速屏蔽線、信號(hào)檢測(cè)單元、數(shù)據(jù)采集板卡組成,正電極、負(fù)電極、參考電極與信號(hào)檢測(cè)單元通過(guò)高速屏蔽線相連,信號(hào)檢測(cè)單元與數(shù)據(jù)采集板卡通過(guò)高速屏蔽線相連,數(shù)據(jù)采集板卡通過(guò)USB通信數(shù)據(jù)線與控制計(jì)算機(jī)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的環(huán)境參數(shù)檢測(cè)裝置由溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器組成,分別安裝在植物生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)箱的底部、中部以及頂部,其中溫濕度傳感器通過(guò)兩線制串行接口與智能控制模塊相連,二氧化碳濃度傳感器和光照傳感器與智能控制模塊的兩個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的環(huán)境參數(shù)調(diào)節(jié)裝置由LED光源板、溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器組成,其中溫度調(diào)節(jié)器、濕度調(diào)節(jié)器、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)器以及空氣調(diào)節(jié)器與繼電器端子排相連,繼電器端子排與智能控制模塊的通用輸出端口相連,LED光源板與智能控制模塊的PWM調(diào)制輸出端口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的植物電信號(hào)提取裝置包括正電極、負(fù)電極、參考電極、屏蔽網(wǎng)、高速屏蔽線、信號(hào)檢測(cè)單元以及數(shù)據(jù)采集板卡,屏蔽網(wǎng)罩住檢測(cè)植物,信號(hào)檢測(cè)單元具有三個(gè)輸入端口,其中:所述正電極的一端插入檢測(cè)植物的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第一輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連;所述負(fù)電極的一端插入檢測(cè)植物的葉片表面,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第二輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連;所述參考電極的一端插入檢測(cè)植物根部的土壤內(nèi)部,另一端與所述信號(hào)檢測(cè)單元的第三輸入端通過(guò)高速屏蔽線相連,同時(shí)參考電極與地相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物電信號(hào)檢測(cè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述的信號(hào)檢測(cè)單元包括差分輸入電路、低通濾波電路、高通濾波電路、50Hz陷波電路以及放大電路,且所述的信號(hào)檢測(cè)單元具有輸出端,采用高速屏蔽線與數(shù)據(jù)采集板卡相連。
【文檔編號(hào)】G05D27/02GK204102010SQ201420551734
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】田立國(guó), 李猛, 武海, 鄒江濤, 李玉爽, 劉志奇 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)