專利名稱：植物病毒鈍化器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于植物熱鈍化脫毒技術，熱鈍化脫毒是根據(jù)病毒與寄生細胞對高溫的忍耐程度不同，選擇適當?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，讓植物細胞加快生長，使生長點附近不帶病毒，達到脫毒的目的。
背景技術：
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)明內容
本發(fā)明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、變溫熱處理等因素，可精確控制植物熱鈍化的時間和溫度。本發(fā)明采用的技術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。本發(fā)明的技術效果是；本發(fā)明能適應不同植物的特性，能自動精確控制病毒鈍化的時間、開始、變溫及結束過程，不斷調整病毒鈍化的溫度，能保證鈍化終端腔體內溫度的恒定，提高植物熱成活率，脫毒時間短，并可在大田使用。


圖I是本發(fā)明植物病毒鈍化器所包括的組成框 圖2是圖I中主控制器的組成框圖；圖3是圖I中控制分站的組成框 圖4是圖3中的第二電源模塊結構 圖5是圖3中的第三微處理器框 圖6是圖3中的復位電路 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8是圖7中的電源電路 圖9是圖7中的復位電路 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動電路 圖12是圖3中第三微處理器與鈍化終端的接口電路圖。
具體實施例方式如圖I的框圖所示，本發(fā)明植物病毒鈍化器包括一主控制器和多個控制分站，圖I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方式進行無線通 目。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。主控制器實現(xiàn)控制參數(shù)的設置、發(fā)送，同時采集控制分站溫度等相關的數(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觸摸屏內置存儲器，通過觸摸屏人機交互界面設置病毒鈍化的相關參數(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位電路、第二電源模塊、以及I……η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?？刂品终具€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、實現(xiàn)恒溫驅動控制等操作，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Ρ4經(jīng)過二極管D27單向保護、瞬態(tài)二極管D4保護、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，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、輸出具有短路保護、過流保護等功能。采用開關穩(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?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，有效地保護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，是高性能、低功耗的8位AVR微處理器，內部有32KB Flash, 2K SRAM，8路10位A/D轉換，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)功能實現(xiàn)提供了基礎和保障，其中JTAGl為程序下載口 ；PD0和PDl為串行通信接口，負責與第二 ZigBee通信模塊進行通信；PD4—PD7連接撥碼開關S2，用于設置控制分站的地址；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中的復位電路，使用CMOS監(jiān)控電路MAX706的芯片U5內看門狗定時器，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)絡基于IEEE 802. 15. 4國際標準、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)絡路由功能強大，自恢復及冗余性能優(yōu)異等特點，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的復位電路，使用了 CAT809復位芯片，輸出端RST#連ZigBee通信模塊的ZICM2410芯片的復位引腳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)轉為并行數(shù)據(jù)，控制8路鈍化終端的LED燈光，可實現(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路鈍化終端的藍色LED控制端。圖11是圖3中的恒溫控制模塊的加熱器驅動電路，鈍化終端的恒溫控制模塊的加熱器驅動電路的作用是控制鈍化器終端內部加熱器，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行控制。由于單片機IO 口的驅動能力有限，使用了一款電流放大芯片ULN2803，能有效增加驅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。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。本發(fā)明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標準基礎上的新型無線網(wǎng)絡協(xié)議，能實現(xiàn)點對點連接和完整的ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡，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)分配一個獨一無二的PAN ID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。開始工作時，在主控制器的觸摸屏界面上設置好病毒鈍化的參數(shù)，每一路鈍化終端的參數(shù)都可以單獨設置，如鈍化溫度、鈍化開始時間和結束時間、LED光照的色彩和強度等，從而適應不同植物的特性，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中設計了恒溫控制的PID算法程序，以保證鈍化終 端腔體內溫度的恒定。主控制器根據(jù)設定的鈍化時間，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束，不斷調整病毒鈍化的溫度，從而實現(xiàn)變溫鈍化的過程。
權利要求
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)權利要求I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、瞬態(tài)二極管D4保護、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)權利要求I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，所述ZigBee通信模塊采用ZICM2410芯片。
全文摘要
本發(fā)明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、鈍化開始和結束時間的控制，能適應不同植物的特性，自動精確控制病毒鈍化的時間、開始、變溫及結束過程。
文檔編號G05B19/418GK102884951SQ20121042282
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月30日 優(yōu)先權日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)技術學院