[發明專利]一種設施作物二氧化碳無線智能調控方法與系統

有效

• 申請號: 201510933712.3
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105557388B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發明（設計）人: 張海輝;邵志成;張佐經;吳辰星;辛萍萍;陳克濤
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01G9/18
• 分類號: A01G9/18;G05D27/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種設施作物二氧化碳無線智能調控方法，包括如下步驟：

步驟1，根據設施環境內植物光合作用機理，通過二氧化碳響應實驗，建立二氧化碳所需最優濃度模型；

步驟2，檢測設施作物內的溫度T、二氧化碳濃度M以及光照強度C，并且檢測設施作物環境外二氧化碳的濃度N以及溫度T1；

步驟3，根據檢測到的溫度T、二氧化碳濃度M以及光照強度C，進行最優二氧化碳濃度尋優，如若植物所需的最優二氧化碳濃度比設施作物環境內的二氧化碳濃度M高，則同時打開二氧化碳氣罐與對流扇，按照最優二氧化碳值進行補充，如若植物所需的二氧化碳濃度比設施作物環境內的二氧化碳濃度M低，則不補充二氧化碳；

其特征在于，

所述步驟1中，利用光合速率儀進行二氧化碳響應實驗，得到植物光合速率、溫度、光照以及二氧化碳濃度值，再通過BP算法擬合出光合速率與溫度、光照以及二氧化碳濃度之間的關系，即為二氧化碳所需最優濃度模型，當溫度與光照為某一個固定的值時，都有一個二氧化碳濃度對應的最大光合速率；

所述步驟3中，通過遺傳算法實現尋優，先對二氧化碳濃度進行編碼，然后計算各個二氧化碳濃度的適應度，然后在按適應度的大小進行復制下一代放入匹配池，通過交叉繁殖最后變異，再通過適應度的大小進行選擇，通過循環最后得到全局最優解，計算得到的二氧化碳補充量f(x,y)為：f(x,y)＝484+11.49x+0.2078y其中x為溫度，y為光照強度，x<33,y<1500。

2.根據權利要求1所述設施作物二氧化碳無線智能調控方法，其特征在于，當植物所需的二氧化碳濃度比設施作物環境內的二氧化碳濃度M高時，則進一步與設施作物環境外的二氧化碳濃度N比較，由于設施環境外的二氧 化碳濃度一般較低，如果設施作物環境外的二氧化碳濃度N大于植物所需的二氧化碳濃度下浮百分之K時，其中K由作物的光合作用特性所決定，且設施作物環境外氣溫在合適范圍內，則打開通風設備，向設施作物環境內直接輸送空氣，從而實現二氧化碳濃度調控；如果設施作物環境外的二氧化碳濃度N小于植物所需的二氧化碳濃度下浮百分之K時，且設施作物環境外氣溫在合適范圍內，則打開二氧化碳氣罐，定量補充二氧化碳。

3.根據權利要求2所述設施作物二氧化碳無線智能調控方法，其特征在于，進行補充二氧化碳時，二氧化碳通過氣體流量計，根據單位平方的空間補充定量二氧化碳所需的時間，等比例放大至整個空間，確定整個空間所需要補充的時間，從而實現精準調控，防止植物因為過量補充而導致的碳中毒。

4.根據權利要求2或3所述設施作物二氧化碳無線智能調控方法，其特征在于，所述二氧化碳經過W形擴散管道進行擴散，所述W形擴散管道包括一根與氣罐連接的主管道和若干分管道，各分管道的直徑均與主管道的直徑相等，各分管道均垂直地連接在主管道上，各分管道相互平行且均位于主管道的同側，各分管道上均等間距開有不同大小的圓孔，一個或者多個圓孔正對一個對流扇。

5.根據權利要求3所述設施作物二氧化碳無線智能調控方法，其特征在于，在打開二氧化碳氣罐之前，觀測設施環境內是否有人，只有在設施環境內無人時才打開二氧化碳氣罐。