基本信息
- 項目名稱：
- 日光溫室果樹促早栽培方法研究及裝置實現(xiàn)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 在設(shè)施果樹促早栽培生產(chǎn)中，由于環(huán)境條件的改變，果樹何時休眠（扣棚管理）、何時滿足需冷量（升溫管理）難以掌握，所以造成兩種極端現(xiàn)象，一是沒有滿足需冷量時提前升溫造成生理平衡的破壞；二是推遲升溫使果品上市時間推遲造成經(jīng)濟損失。為解決升溫管理和扣棚管理的誤區(qū)，研發(fā)了“設(shè)施果樹環(huán)境監(jiān)測及扣棚升溫時間預(yù)警裝置”。
- 詳細介紹：
- 該裝置適用于北方果樹促早栽培，能夠?qū)崿F(xiàn)通過傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，實時在線的利用需冷量計算公式（國際公認的猶他模型）和科研結(jié)果（需冷量值）作為目標函數(shù)，實時計算扣棚和升溫時間，并提示階段管理措施，從而動態(tài)的科學(xué)管理，裝置在生產(chǎn)的應(yīng)用，能避免扣棚升溫時間不當造成的效益損失。 通過對銀川地區(qū)近30年10、11、12月份室外溫度數(shù)據(jù)進行分析和連續(xù)3年的監(jiān)測研究，得出銀川地區(qū)日光溫室果樹促早栽培的適宜扣棚時間范圍，通過對設(shè)施葡萄、桃、李子主栽品種需冷量及日光溫室內(nèi)有效低溫累積量進行估算，得出上述主栽品種的需冷量及在銀川地區(qū)設(shè)施促早栽培條件下適宜升溫時間范圍，在上述方法研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μc/OS-II的具有無線集群控制功能的日光溫室溫濕度采集和數(shù)據(jù)分析裝置，采用工業(yè)級的設(shè)計，設(shè)備基于μc/GUI的圖形化界面和真人語音提示的交互界面，實現(xiàn)了無線RF、Micro SD以及溫濕度傳感器等外圍設(shè)備接口硬件電路設(shè)計，詳細闡述了電路運行原理，開發(fā)了相應(yīng)的程序，并完成了集中管理的上位機軟件。 本作品的核心內(nèi)容是根據(jù)設(shè)施果樹的環(huán)境監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)，實時自動計算出設(shè)施果樹生長過程所處的狀態(tài)，以此成為人工影響設(shè)施果樹生長環(huán)境的依據(jù)。包括微處理器，該微處理器分別與安裝在溫室內(nèi)的至少一個空氣溫度傳感器、至少一個空氣濕度傳感器、至少一個光照傳感器、和至少一個土壤溫度傳感器連接，該微處理器還與一語音模塊連接從而根據(jù)傳感器信息和預(yù)設(shè)程序在需要扣棚或升溫時進行語音提示。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 在設(shè)施果樹促早栽培生產(chǎn)中，由于環(huán)境條件的改變，果樹何時休眠（扣棚管理）、何時滿足需冷量（升溫管理）難以掌握，所以造成兩種極端現(xiàn)象，一是沒有滿足需冷量時提前升溫造成生理平衡的破壞；二是推遲升溫使果品上市時間推遲造成經(jīng)濟損失。為解決這些問題，研發(fā)了“設(shè)施果樹環(huán)境監(jiān)測及扣棚升溫時間預(yù)警裝置”。 通過對寧夏銀川地區(qū)設(shè)施主栽果樹品種的需冷量進行測定和30年氣候資料的計算，在上述方法研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μc/OS-II的具有無線集群控制功能的日光溫室溫濕度采集和數(shù)據(jù)分析裝置，其特點是，包括微處理器，該微處理器分別與安裝在溫室內(nèi)的至少一個空氣溫度傳感器、至少一個空氣濕度傳感器、至少一個光照傳感器、和至少一個土壤溫度傳感器連接，該微處理器還與一語音模塊連接從而根據(jù)傳感器信息和預(yù)設(shè)程序在需要扣棚或升溫時進行語音提示。 本項目特別適用于北方設(shè)施果樹促早栽培的規(guī)?；a(chǎn)中，旨在利用實時監(jiān)測和顯示設(shè)施內(nèi)空氣溫濕度、土壤溫度和光照強度，通過文字及語音提示日光溫室：1、撤膜時間；2、扣棚時間；3、計算并顯示果樹需冷量累計值；4、提示休眠期保溫被白天覆蓋、夜間揭起的時期；5、提示休眠期保溫被白天和夜間都覆蓋的時期；6、提示需冷量滿足進入生長期，溫室揭簾升溫的時期。 主要技術(shù)指標：利用五日滑動平均法確定計算需冷量的起點、利用猶他模型計算有效低溫時數(shù)、采用了工業(yè)級的設(shè)計、運用了無線通信技術(shù)。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性：通過對寧夏銀川地區(qū)設(shè)施主栽果樹品種的需冷量進行了大量的理論研究，在理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計開發(fā)了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)μc/OS-II的具有無線集群控制功能的日光溫室溫濕度采集和數(shù)據(jù)分析裝置，其特點是，將設(shè)施果樹需冷量的計量方法在以溫度傳感器、單片機、顯示器、語音模塊為核心的硬件上進行了實現(xiàn)，創(chuàng)造了一種新的產(chǎn)品，產(chǎn)品的硬件模塊均采用自現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)，但其在設(shè)施果樹需冷量的計量方面屬于首創(chuàng)的專有的硬件結(jié)構(gòu)。通過檢測，系統(tǒng)各部分測試，裝置能夠穩(wěn)定工作，數(shù)據(jù)采集及其分析結(jié)果符合理論依據(jù)。 先進性：本項目特別適用于北方設(shè)施果樹促早栽培的規(guī)模化生產(chǎn)中，旨在利用設(shè)施環(huán)境因子的監(jiān)測及實時計算，預(yù)測和提示合理的扣棚及升溫時期，以便及時進行環(huán)境調(diào)控，達到設(shè)施果樹高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。本發(fā)明適用于日光溫室及塑料大棚的果樹促早生產(chǎn)，規(guī)?；潭仍礁?，平均成本越低。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在我校第七屆“挑戰(zhàn)杯”競賽中獲“特等獎”。現(xiàn)公示階段，具體見寧夏大學(xué)主頁“”——“校內(nèi)發(fā)文”。
作品所處階段
- 基礎(chǔ)研究及裝置研發(fā)均已完成，現(xiàn)處在試用改進階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 已將技術(shù)轉(zhuǎn)讓“寧夏寧大設(shè)施農(nóng)業(yè)科技人才服務(wù)有限公司 ”，轉(zhuǎn)讓方式為技術(shù)入股。
作品可展示的形式
- 裝置實物圖
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 本“裝置”特別適用于北方設(shè)施果樹促早栽培的規(guī)?；a(chǎn)中，通過環(huán)境指標的監(jiān)測和實時計算，預(yù)測和提示合理的扣棚及升溫時期，以便及時進行環(huán)境調(diào)控管理，達到設(shè)施果樹高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的目的。本作品適用于日光溫室及塑料大棚的果樹促早生產(chǎn)，在農(nóng)業(yè)園區(qū)，每種果樹用一個“裝置”，規(guī)?；潭仍礁?，平均成本越低。 目前，北方設(shè)施果樹栽培面積幾百萬畝，扣棚及升溫存在的“誤區(qū)”依然靠經(jīng)驗，本小型“裝置”除具備溫室環(huán)境監(jiān)測儀的功能，還可通過科研成果，具有實時計算和提示環(huán)境管理功能。通過科學(xué)提示，進而動態(tài)環(huán)境管理，可以避免在生產(chǎn)中扣棚和升溫不當造成的經(jīng)濟損失。
同類課題研究水平概述
- 通過許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，不同樹種、同一樹種不同品種需冷量存在明顯差異，即使同一樹種、品種在年際間也存在差異，不同地區(qū)之間差異更大，因此對于不同地區(qū)，果樹需冷量需重新進行實地測定。 目前對于設(shè)施栽培果樹適宜扣棚及升溫時間研究報道很少，由于受環(huán)境條件的改變，即使有也只能對某一年起到理論指導(dǎo)意義，對于能夠長期精確指導(dǎo)扣棚及升溫時間的研究報道幾乎沒有。 本作品的核心內(nèi)容是根據(jù)設(shè)施果樹的環(huán)境溫度的歷史數(shù)據(jù)，自動計算出設(shè)施果樹生長過程所處的狀態(tài)，以此成為人工影響設(shè)施果樹生長環(huán)境的依據(jù)。較現(xiàn)有的溫室環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)最大的區(qū)別在于本發(fā)明根據(jù)自身專有的算法對于采集到的歷史數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場分析判斷，解決了以往設(shè)施果樹栽培過程中，對設(shè)施果樹的需冷量依據(jù)經(jīng)驗判斷無定量計量和分析裝置的問題，目前并非其它針對設(shè)施果樹需冷量進行測量和判斷的儀器設(shè)備出現(xiàn)。 將設(shè)施果樹需冷量的計量方法在以溫度傳感器、單片機、顯示器、語音模塊為核心的硬件上進行了實現(xiàn)，創(chuàng)造了一種新的產(chǎn)品。其產(chǎn)品的硬件模塊均采用自現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)，但其在設(shè)施果樹需冷量的計量方面屬于首創(chuàng)的專有的硬件結(jié)構(gòu)，目前尚無其它的設(shè)施果樹需冷量進行測量和判斷的儀器設(shè)備或者發(fā)明出現(xiàn)。
