專利名稱：植物病毒鈍化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于植物熱鈍化脫毒技術(shù)，熱鈍化脫毒是根據(jù)病毒與寄生細(xì)胞對高溫的忍耐程度不同，選擇適當(dāng)?shù)臏囟群吞幚頃r間，使植物組織中的很多病毒被部分地或完全地鈍化而可控制其活動，但很少傷害甚至不傷害寄主組織，讓植物細(xì)胞加快生長，使生長點(diǎn)附近不帶病毒，達(dá)到脫毒的目的。
背景技術(shù)：
目前植物病毒的熱鈍化一般采用熱處理脫毒法，通過熱水或熱空氣兩種方法進(jìn)行。熱水鈍化方法采用水浴處理，對植物休眠芽效果較好；熱空氣鈍化方法比較容易進(jìn)行，一般使用光照培養(yǎng)箱，把旺盛生長的植物移入到一個熱療室中，在35 40°C下處理一定時間即可，處理時間的長短可由幾分鐘 到數(shù)周不等，熱空氣處理對活躍生長的植物莖尖效果較好，既能消除病毒，又能使寄主植物獲得較高的存活機(jī)會。但這兩種方法都存在著加熱溫度及時間不能精確控制、容易造成植物熱致死的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有植物熱處理脫毒法的不足而提供一種植物病毒鈍化器，綜合考慮了植物生長特性、不同病毒溫度特性、變溫?zé)崽幚淼纫蛩?，可精確控制植物熱鈍化的時間和溫度。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括一主控制器以及與主控制器之間采用ZigBee方式無線通信的多個控制分站；主控制器包括相連接的第一、第二微處理器，第二微處理器與第一 ZigBee通信模塊相接，第一微處理器通過不同的接口連接第一電源模塊、觸摸屏、存儲器、實(shí)時時鐘；控制分站包括相連接的第三微處理器和第二 ZigBee通信模塊，第三微處理器還通過不同的端口連接復(fù)位電路、第二電源模塊以及多個鈍化終端，每個鈍化終端包括溫度檢測模塊、恒溫控制模塊、LED燈光模塊；將需要病毒鈍化的植物放入鈍化終端，由主控制器設(shè)置病毒鈍化的參數(shù)，第一處理器將參數(shù)輸送給第二處理器，第二處理器通過第一 ZigBee通信模塊無線發(fā)送給第二 ZigBee通信模塊,第二 ZigBee通信模塊將接收的參數(shù)輸送給第三微處理器，第三微處理器對鈍化終端執(zhí)行溫度、燈光、恒溫、鈍化開始和結(jié)束時間的控制，第二處理器接收控制分站返回的各種參數(shù)，再輸送給第一處理器，由第一處理器顯示在觸摸屏上。本實(shí)用新型的技術(shù)效果是；本實(shí)用新型能適應(yīng)不同植物的特性，能自動精確控制病毒鈍化的時間、開始、變溫及結(jié)束過程，不斷調(diào)整病毒鈍化的溫度，能保證鈍化終端腔體內(nèi)溫度的恒定，提高植物熱成活率，脫毒時間短，并可在大田使用。

圖1是本實(shí)用新型植物病毒鈍化器所包括的組成框圖；圖2是圖1中主控制器的組成框圖；[0008]圖3是圖1中控制分站的組成框圖；圖4是圖3中的第二電源模塊結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖3中的第三微處理器框圖；圖6是圖3中的復(fù)位電路圖；圖7是圖2中的第一 ZigBee通信模塊和圖3中的第二 ZigBee通信模塊的組成圖；圖8是圖7中的電源電路圖；圖9是圖7中的復(fù)位電路圖；圖10是圖3中LED燈光模塊的LED燈光控制電路圖；圖11是圖3中恒溫控制模塊的加熱器驅(qū)動電路圖；圖12是圖3中第三微處理器與鈍化終端的接口電路圖。
具體實(shí)施方式
如圖1的框圖所示，本實(shí)用新型植物病毒鈍化器包括一主控制器和多個控制分站，圖1中僅示出1#一 10#控制分站，主控制器和多個控制分站之間采用ZigBee方式進(jìn)行無線通信。如圖2所示，主控制器采用了雙處理器，包括第一微處理器、第二微處理器、第一ZigBee通信模塊，第一微處理器和第二微處理器之間通過RS232或RS485串行通信接口相連接，第二微處理器與第一 ZigBee通信模塊相接,第一 ZigBee通信模塊與各個控制分站的各個第二 ZigBee通信模塊之間進(jìn)行無線通信。第一微處理器還通過不同的接口連接第一電源模塊、觸摸屏、存儲器、實(shí)時時鐘，第一微處理器還通過USB通信接口連接SD卡或U盤。主控制器還包括嵌入在第一、第二微處理器里面的控制軟件。主控制器實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的設(shè)置、發(fā)送，同時采集控制分站溫度等相關(guān)的數(shù)據(jù)。第一處理器把數(shù)據(jù)發(fā)送給第二處理器，第二處理器再通過第一 ZigBee通信模塊無線發(fā)送給控制分站。同時第二處理器也會接收控制分站返回的各種參數(shù)，如溫度數(shù)據(jù)等，第二處理器再發(fā)送給第一處理器，由第一處理器顯示在觸摸屏界面上?？刹捎猛]通MT6070iH觸摸屏內(nèi)置存儲器，通過觸摸屏人機(jī)交互界面設(shè)置病毒鈍化的相關(guān)參數(shù)(如病毒鈍化溫度、鈍化時間、光照等)，并存儲在非易失存儲器里。如圖3所示，控制分站包括內(nèi)置存儲器的第三微處理器、第二 ZigBee通信模塊，第三微處理器和第二 ZigBee通信模塊通過串行通信接口相連接。第三微處理器還通過不同的端口連接復(fù)位電路、第二電源模塊、以及I……n個鈍化終端，每個鈍化終端包括溫度檢測模塊、恒溫控制模塊、LED燈光模塊。控制分站還包括嵌入在第三微處理器里面的控制軟件。控制分站采用防水外殼，鈍化終端采用有機(jī)玻璃外殼，不銹鋼腔體，控制分站和鈍化終端采用航空接頭相連，方便可靠?？刂品终就ㄟ^第二 ZigBee通信模塊接收主控制器的第一 ZigBee通信模塊通過無線發(fā)送過來的控制參數(shù)，進(jìn)行判斷，參數(shù)存儲，并根據(jù)控制參數(shù)執(zhí)行溫度采集控制、燈光控制、實(shí)現(xiàn)恒溫驅(qū)動控制等操作，并返回主控制器查詢的參數(shù)。如圖4所示的圖3中的用于控制分站的第二電源模塊?？刂品终镜碾娫床捎媒涣?20V供電，經(jīng)過開關(guān)電源變?yōu)镈C12V電源，再經(jīng)過第二電源模塊電路，變?yōu)榭刂品终舅璧?5V電源，使控制分站的各部分模塊電路均為+5V供電。DC12V電源P4經(jīng)過二極管D27單向保護(hù)、瞬態(tài)二極管D4保護(hù)、電容C1、C2濾波后輸入到穩(wěn)壓芯片U1，穩(wěn)壓芯片Ul連接由極性電容C4、電感LI組成的輸出濾波電路，并采種二極管D5保護(hù)，穩(wěn)壓芯片Ul還連接由R1、R2組成的分壓電路。在輸出端還連接由電阻R3、發(fā)光二極管D6組成的電源指示電路。該電源具有反向保護(hù)、輸出具有短路保護(hù)、過流保護(hù)等功能。采用開關(guān)穩(wěn)壓集成電路LM2576(芯片Ul )，效率高，輸出電流大，最大可獲得3安培電流輸出。過流保護(hù)采用了瞬態(tài)二極管D4，瞬態(tài)二極管D4采用瞬態(tài)電壓抑制器P6KE33A，當(dāng)P6KE33A的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能迅速的將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預(yù)定值，有效地保護(hù)電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。如圖5所示的第三微處理器。第三微處理器采用了工業(yè)級ATMEGA32AU單片機(jī)，是高性能、低功耗的8位AVR微處理器，內(nèi)部有32KB Flash, 2K SRAM, 8路10位A/D轉(zhuǎn)換，4通道PWM，32個可編程I/O 口，有正常、空閑、掉電三種模式。為系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)和保障，其中JTAGl為程序下載口 ；PD0和PDl為串行通信接口，負(fù)責(zé)與第二 ZigBee通信模塊進(jìn)行通信；H)4—PD7連接撥碼開關(guān)S2，用于設(shè)置控制分站的地址；PA 口用于控制8路繼電器；PB 口接8路溫度傳感器；PC0、PCl和PC6用于控制鈍化器中的LED燈光模塊。如圖6所示的圖3中的復(fù)位電路，使用CMOS監(jiān)控電路MAX706的芯片U5內(nèi)看門狗定時器，連接第三微處理器的RESET引腳，防止系統(tǒng)跑飛，保證控制分站可靠工作。如圖7所示的ZigBee通信模塊，采用ZICM2410芯片U2，通信所用ZigBee網(wǎng)絡(luò)基于IEEE 802. 15. 4國際標(biāo)準(zhǔn)、上層協(xié)議為ZigBee協(xié)議棧，具有低功耗，低速率，高可靠性，網(wǎng)絡(luò)路由功能強(qiáng)大，自恢復(fù)及冗余性能優(yōu)異等特點(diǎn)，采用的是美國CEL公司的MeshConnectTM模塊ZICM2410，通過串行口與圖2的第二微處理器或圖3的第三微處理器相連。圖8是圖7的電源電路，ZICM2410所需的電源為+3. 3V，使用CAT6219芯片將+5V電源穩(wěn)壓為模塊所需的+3. 3V電源。圖9是圖7的復(fù)位電路，使用了 CAT809復(fù)位芯片，輸出端RST#連ZigBee通信模塊的ZICM2410芯片的復(fù)位引腳RST#，防止通信模塊出現(xiàn)錯誤。圖10是圖3的LED燈光模塊的LED燈光控制電路，連接第三微處理器的DS、ST_CP和SH_CP，通過74HC595把串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)，控制8路鈍化終端的LED燈光，可實(shí)現(xiàn)RGB顏色任意組合，并可控制亮度。其中Rl R8為8路鈍化終端的紅色LED控制端，Gl G8為8路鈍化終端的綠色LED控制端，BI B8為8路鈍化終端的藍(lán)色LED控制端。圖11是圖3中的恒溫控制模塊的加熱器驅(qū)動電路，鈍化終端的恒溫控制模塊的加熱器驅(qū)動電路的作用是控制鈍化器終端內(nèi)部加熱器，輸入為第三微處理器的JRf JR8。由于加熱器采用220V市電供電，和安全方面考慮使用了繼電器進(jìn)行控制。由于單片機(jī)IO 口的驅(qū)動能力有限，使用了一款電流放大芯片ULN2803，能有效增加驅(qū)動能力從而控制繼電器的吸合，能有效控制加熱芯的供電的開關(guān)。圖12是圖3中的第三微處理器與鈍化終端的接口電路，Dl為第一路鈍化器終端的溫度傳感器接口，Rl、G1、B1分別為第一路鈍化終端的燈光控制口，220VL和OUTl為加熱器接口，當(dāng)需要加熱時，第三微處理器控制繼電器吸合，OUTl接通220V N，即交流220 V給加熱器供電，加熱器開始工作。一個控制分站可連接8路鈍化終端，其它接口與此接口相同。本實(shí)用新型的工作過程是首先布置好主控制器和各個控制分站，主控制器和控制分站之間的通信采用ZigBee無線通信方式， ZigBee作為一種建立在工EEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的新型無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)連接和完整的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，避免了大量的有線連接，使用方便，通過軟件可為每個植物病毒鈍化器系統(tǒng)分配一個獨(dú)一無二的PANID號和一個16位地址，多個系統(tǒng)可同時工作而不會相互干擾。在布置控制分站時要保證每個控制分站都能被主控制器檢測到。再將多個鈍化終端接入控制分站，記下每個鈍化終端的控制分站號和鈍化終端的接口號。需要病毒鈍化的植物放入鈍化終端的腔體內(nèi)。開始工作時，在主控制器的觸摸屏界面上設(shè)置好病毒鈍化的參數(shù)，每一路鈍化終端的參數(shù)都可以單獨(dú)設(shè)置，如鈍化溫度、鈍化開始時間和結(jié)束時間、LED光照的色彩和強(qiáng)度等，從而適應(yīng)不同植物的特性，自動控制病毒鈍化的變溫過程?？刂品终窘邮湛偪刂破鞯目刂茀?shù)并記錄，根據(jù)控制參數(shù)控制分站控制每一路鈍化終端的LED燈光控制電路、恒溫控制電路。鈍化終端通過傳感器采集到鈍化終端的腔體內(nèi)的溫度，記錄下來，在主控制器詢問的時候返回給主控制器。在控制分站的第三微處理器 ATMEGA32AU中設(shè)計(jì)了恒溫控制的PID算法程序，以保證鈍化終端腔體內(nèi)溫度的恒定。主控制器根據(jù)設(shè)定的鈍化時間，發(fā)送控制命令給控制分站，使能控制分站的病毒鈍化開始和結(jié)束，不斷調(diào)整病毒鈍化的溫度，從而實(shí)現(xiàn)變溫鈍化的過程。
權(quán)利要求1.一種植物病毒鈍化器，其特征是包括一主控制器以及與主控制器之間采用ZigBee方式無線通信的多個控制分站；主控制器包括相連接的第一、第二微處理器，第二微處理器與第一 ZigBee通信模塊相接，第一微處理器通過不同的接口連接第一電源模塊、觸摸屏、存儲器、實(shí)時時鐘；控制分站包括相連接的第三微處理器和第二 ZigBee通信模塊，第三微處理器還通過不同的端口連接復(fù)位電路、第二電源模塊以及多個鈍化終端，每個鈍化終端包括溫度檢測模塊、恒溫控制模塊、LED燈光模塊；將需要病毒鈍化的植物放入鈍化終端，由主控制器設(shè)置病毒鈍化的參數(shù)，第一處理器將參數(shù)輸送給第二處理器，第二處理器通過第一 ZigBee通信模塊無線發(fā)送給第二 ZigBee通信模塊，第二 ZigBee通信模塊將接收的參數(shù)輸送給第三微處理器，第三微處理器對鈍化終端執(zhí)行溫度、燈光、恒溫、鈍化開始和結(jié)束時間的控制，第二處理器接收控制分站返回的各種參數(shù)，再輸送給第一處理器，由第一處理器顯示在觸摸屏上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病毒鈍化器，其特征是所述第二電源模塊包括DC12V電源經(jīng)二極管D27單向保護(hù)、瞬態(tài)二極管D4保護(hù)、電容Cl、C2濾波后輸入到LM2576芯片，LM2576芯片連接由極性電容C4、電感LI組成的輸出濾波電路且連接由電阻Rl、R2組成的分壓電路，輸出+5V電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物病毒鈍化器，其特征是所述第三微處理器采用ATMEGA32AU單片機(jī)，所述ZigBee通信模塊采用ZICM2410芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種植物病毒鈍化器，使植物組織中的很多病毒被部分或完全鈍化，包括一主控制器以及與主控制器之間采用ZigBee方式無線通信的多個控制分站；主控制器包括相連接的第一、第二微處理器，第二微處理器與第一ZigBee通信模塊相接，控制分站包括相連接的第三微處理器和第二ZigBee通信模塊，第三微處理器還通過不同的端口連接復(fù)位電路、第二電源模塊以及多個鈍化終端，將需要病毒鈍化的植物放入鈍化終端，由主控制器設(shè)置病毒鈍化的參數(shù)，第三微處理器對鈍化終端執(zhí)行溫度、燈光、恒溫、鈍化開始和結(jié)束時間的控制，能適應(yīng)不同植物的特性，自動精確控制病毒鈍化的時間、開始、變溫及結(jié)束過程。
文檔編號G05B19/418GK202857381SQ201220562179
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者王永平, 許建民, 劉艷, 李大為 申請人:江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院