温室二氧化碳浓度测控系统

摘要

为解决设施园艺中二氧化碳(CO_2)浓度的检测与控制问题,研制了一种基于钠超离子导体(NASICON)固体电解质传感器的温室CO_2测控系统,该系统包括CO_2测量节点、无线通信网络和控制终端。采用STM32微处理器处理采集到的CO_2浓度信息,使用模糊比例-积分-微分(PID:Proportional Integration Differential)算法控制CO_2气体的释放,从而智能调节温室内CO_2气体的浓度,使其达到作物所需数值。在实验室条件下,对设计的CO_2传感器节点进行了标定和稳定性测试。对体积分数为400×10^(-6)和1 000×10^(-6)的CO_2气体样品分别进行了>8 h的长时间浓度测量,其相对波动小于2.5%。在国信集团现代农业基地温室对所研制的CO_2浓度测控系统进行实地测试的结果显示,当设定的CO_2浓度的期望值为800×10^(-6)时,调控后CO_2体积分数的波动范围约为±40×10^(-6)。现场应用试验表明,该系统具有较好的实用性,且成本低廉、集成度高,具有一定的推广价值。