[发明专利]一种设施园艺无公害生产臭氧灭菌杀虫装置

说明书

本发明公开了一种设施园艺无公害生产臭氧灭菌杀虫装置，所述装置主要由基于无线传感器网络的环境参数采集平台、设施栽培环境下作物发病率预测模型以及设施环境臭氧智能控制决策模型三部分组成；系统通过持续监测栽培环境信息，通过温度、湿度及其持续时间预测发病率，根据发病率智能控制臭氧的浓度和维持的时间，实现设施栽培臭氧应用的智能化和自动化，解决了目前生产上臭氧应用控制中存在的主观性强、随意性大、防治效果不稳定等问题。

技术领域

本发明涉及农业自动控制技术领域，具体涉及一种设施园艺无公害生产臭氧灭菌杀虫装置。

背景技术

设施栽培丰富了人们的菜篮子，特别是保障冬季的蔬菜供应，在国民经济中占有重要地位，得到了大面积的发展，2017年时我国的设施园艺种植总面积已达370万公顷。

设施栽培环境低温、高湿、寡日照病虫害发生严重，且品种单一，生态系统脆弱。设施环境为病虫害的发生和相互传播提供了便利条件，霜霉病、白粉病、灰霉病、晚疫病、早疫病、青枯病、枯萎病、猝倒病、病毒病等病害发生严重、发生频繁。目前我国物理防治和生物防治推广面积小，生产中仍以化学防治为主。市面农药品种多，农户习惯性的凭经验用药甚至是乱用药，往往出现病虫害防治效果差，导致频繁用药，既提高生产成本，又污染农产品影响食品安全，甚至造成菜农农药中毒。

臭氧是一种强氧化剂，可有效杀灭真菌、细菌、病毒等微生物以及昆虫，具有广谱、高效、快速和不留死角的独特杀菌特点。作用机理是通过强氧化作用破坏生物的膜结构，进而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变膜的通透性，使细胞溶解死亡。对于病毒，臭氧可直接作用于外壳蛋白，从而破坏其DNA或RNA。利用臭氧代替农药防治农业病虫害已取得初步成效，臭氧具有杀菌效果好，无残留的特点，可作为一种环境友好型灭菌杀虫剂使用。在内蒙古、山西、新疆等地区应用臭氧防治温室黄瓜、彩椒、茄子等作物的病害。

但现有的应用，在设施环境中臭氧浓度及其释放时间的控制较随意，大部分靠操作人员的经验判断，导致臭氧浓度控制不精确，影响防治效果。

发明内容

本发明提供了一种设施园艺无公害生产臭氧灭菌杀虫装置，系统通过持续监测栽培环境信息，通过温度、湿度及其持续时间预测发病率，根据发病率智能控制臭氧的浓度和维持的时间，实现设施栽培臭氧应用的智能化和自动化，解决了目前生产上臭氧应用控制中存在的主观性强、随意性大、防治效果不稳定等问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种设施园艺无公害生产臭氧灭菌杀虫装置，所述控制系统主要由基于无线传感器网络的环境参数采集平台、设施栽培环境下作物发病率预测模型以及设施环境臭氧智能控制决策模型三部分组成，并通过以下步骤实现：

步骤1)、通过环境参数采集平台实时监测设施栽培环境的温度、相对湿度，生成温度和相对湿度的时间序列，依据温湿度对作物病原微生物生长繁殖的影响规律，构建设施栽培环境下作物发病率预测模型，预测的发病率作为调控臭氧浓度和臭氧持续时间的依据；

步骤2)、以步骤1)预测的发病率为参数，构建设施环境臭氧智能控制决策模型，设施环境臭氧智能控制决策模型决策生成杀菌时所需的臭氧浓度以及臭氧在该浓度下所需持续的时间，设施环境臭氧智能控制决策模型以Slogistic曲线为原型进行构建；

步骤3)、耦合步骤1)构建的设施栽培环境下作物发病率预测模型和步骤2)构建的设施环境臭氧智能控制决策模型，根据基于无线传感器网络的环境参数采集平台监测的环境温度、相对湿度信息预测作物的发病率，进而生成臭氧浓度和持续时间的控制指令，最终通过臭氧传感器控制臭氧发生器工作。

本发明进一步技术改进方案是：

所述基于无线传感器网络的环境参数采集平台由检测节点、控制节点和现场监控端组成，以自组织方式通过无线通信模块LoRa SX1276构建成环境参数采集与智能检测平台，实现对环境参数检测、调节和监控。