发明内容
木发明将温室种植和光伏发电结合,设计开发了一种太阳能蔬菜温室。提供了一种智能环保的种植模式。
本发明提供的技术方案为:
一种太阳能蔬菜温室,包括:
蔬菜温室,其包括室顶、室壁和室门,所述室顶和所述室壁均为钢化玻璃,所述室壁上开设有进出口,所述室门安装在所述室壁上,所述室门遮蔽所述进出口,所述室顶和室壁上覆盖有滤光片,所述滤光片允许透过光的波长在350nm~700nm之间,蔬菜种植在所述蔬菜温室内的土壤上;
温控装置,其包括设置在所述蔬菜温室内的温度传感器、空调和第一单片机,所述第一单片机上设置有温度范围值,所述第一单片机与所述温度传感器和所述空调电连接,所述温度传感器将检测到的所述蔬菜温室内的温度值传输到所述第一单片机上,所述第一单片机将所述温度值与所述温度范围值比较,若所述温度值不在所述温度范围之内,则所述第一单片机启动所述空调;
湿度装置,其包括空气湿度传感器、土壤湿度传感器、第二单片机、空气加湿器和多个滴灌器,所述第二单片机上设置有空气湿度范围值和土壤湿度范围值,所述第二单片机与所述空气湿度传感器、所述土壤湿度传感器和所述多个滴灌器电连接,所述空气湿度传感器将所述蔬菜温室内的空气湿度值与所述空气湿度范围值对比,当所述空气湿度值小于所述空气湿度范围值的最小值,则所述第二单片机启动空气加湿器,
当所述土壤湿度传感器将所述蔬菜温室内的土壤湿度值传输到所述第二单片机上,若所述土壤湿度值低于所述土壤湿度范围值的最小值,则所述第二单片机启动所述滴灌器;
补光装置,其包括多个补光灯组和第一定时器,每个补光灯组包括一个红光补光灯、一个绿光补光灯和一个蓝光补光灯,所述第一定时器与所述多个补光灯组电连接,所述多个补光灯组设置在所述蔬菜温室内,环绕所述蔬菜温室内的蔬菜,所述第一定时器上设置有所述多个补光灯组的第一运行时间,控制每个补光灯组的开启和关闭,其中,所述定时器上设置的所述第一运行时间为17:00~22:00;
蜂箱,所述蜂箱放置在所述蔬菜温室内,所述蜂箱内有多只蜜蜂,所述蜂箱的一个侧壁上设置有出入口,所述蜂箱的另一个侧壁上设置有白光灯和第二定时器,所述白光灯上套设有密封的灯罩,所述灯罩透明且隔热,所述白光灯与所述出入口相对,所述第二定时器上设置有所述白光灯的第二运行时间,所述第二运行时间为22:00~22:10;
换气装置,其包括吸入式换气扇、排出式换气扇和空气过滤器所述吸入式换气扇和所述排出式换气扇分别设置在所述室壁上,其中所述吸入式换气扇和所述排出式换气扇相对设置,所述空气过滤装置设置在所述蔬菜温室内,通过第一气体管道与所述吸入式换气扇的排气口连通,
所述吸入式换气扇从所述蔬菜温室的外部吸入空气,所述空气经空气过滤器过滤后进入到所述蔬菜温室内,所述排出式换气扇将所述蔬菜温室内的气体排出;以及
能源装置,其包括太阳能供电部、备用电源、双电源切换器和聚光罩,所述太阳能供电部包括:光伏板、逆变器和控制器,所述光伏饭设在所述蔬菜温室外,所述聚光罩为六面体,所述聚光罩的第一个面为开口,所述开口的形状和面积与所述光伏板的面积和形状匹配,所述光伏板穿过所述开口嵌入到所述聚光罩中,所述聚光罩的第二面、第三面、第四面和第五面中的任一个面为由多个菲涅尔透镜组成,所述聚光罩的第六面上设置有一向内密封的凸槽,所述凸槽上的外侧壁底部设置有进口,所述凸槽的外侧壁顶部设置有出口,所述进口通过第一液体输送软管与循环冷凝器的出液口连接,所述出口通过第二液体输送软管与所述循环冷凝器的进液口连接,所述循环冷凝器冷凝乙醇至-15°C并输送至所述凸槽,被输送至所述凸槽的乙醇从所述出口流出,回到所述循环冷凝器,
其中,所述太阳能供电部和所述备用电源与所述双电源切换器电连接,当太阳光充足时,所述太阳能供电部为所述温控装置、所述湿度装置、所述补光装置、所述换气装置和所述循环冷凝器提供电能,当处于夜晚和太阳光不充足的情况下,工作人员通过所述双电源切换器将电源切换为所述备用电源,由所述备用电源为所述温控装置、所述湿度装置、所述补光装置和所述换气装置提供电能。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,还包括控制装置,所述控制装置包括中央处理器、显示器和键盘,所述中央处理器与所述显示器、所述键盘、所述第一单片机和所述第二单片机电连接,所述能源装置为所述控制装置提供电能;
所述第一单片机定时将所述蔬菜温室内的温度值传输到所述中央处理器上,所述温度值被存储在所述中央处理器中,所述第二单片机定时将所述蔬菜温室内的空气湿度值和土壤湿度值传输到所述中央处理器上,所述空气湿度值和所述温度湿度值被被存储在所述中央处理器中,
工作人员可通过所述控制装置对温度范围值、空气湿度范围值和土壤湿度范围值设定。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,所述温度范围值为23°C~27°C;
当所述蔬菜温室内的温度值高于27°C时,所述第一单机片启动所述空调降温,当所述蔬菜温室内的温度值低于23°C时,所述第一单机片启动所述空调升温。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,所述湿度装置还包括通风扇,所述空气湿度范围值为45%~60%,所述土壤湿度范围值为20%~40%;
当所述蔬菜温室内的空气湿值小于45%,则所述第二单片机启动空气加湿器,当所述蔬菜温室内的温度大于60%,则所述第二单片机启动所述通风扇,
当所述蔬菜温室内的土壤的湿度小于20%,则所述第二单片机启动所述多个滴灌器。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,所述蜂箱为三个,每个蜂箱中有多只中华蜂。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,所述太阳能供电部包括多块光伏板,每块光伏饭上罩有一个聚光罩。
优选的是,所述的太阳能蔬菜温室中,所述第一液体输送软管和所述第二液体输送软管外部均包裹有保温层。
本发明设计了一种太阳能蔬菜温室。在本发明中利用光伏板将洁净的太阳能转化为电能为温控装置、湿度装置、控制装置、补光装置、换气装置和蜂箱提供电能,聚光罩的四个面采用菲涅尔透镜,很好的将光能聚集,增加了照射在光伏板上的光能,循环冷凝器为聚光罩内降温,防止聚光罩内的温度过高对光伏板的损害,备用电源和双电源切换器的使用为出现光照不足的情况和夜晚用电提供了保障;温控装置和湿度装置,实现了对蔬菜温室内的温度、空气湿度和土壤湿度的实时监控,防止温室内温度和湿度过高或过低对蔬菜生长造成的不利影响;控制装置不仅存储了蔬菜温室中的蔬菜生长过程中的各种数据,为农业科研提供了一手的资料,而且可以对温室内的温度值、空气湿度值和土壤湿度值进行修改,实现了对蔬菜种植的智能化管理,扩展了发明的应用地域;换气装置为蔬菜温室内更换气体,吸气式换气扇和空气过滤器给蔬菜温室注入干净的新鲜空气,排出式换气扇将蔬菜温室内的气体排出,吸气式换气扇和排出式换气扇相对设置,使得蔬菜温室内的气体流动,形成了一种仿制自然界微风的仿生态环境,这样利于蔬菜花粉的传播和蔬菜的成长;蜂箱的设置,其利用中华蜂为蔬菜的花朵传粉,增加了蔬菜的产率,而蜂箱中白光灯的设置,是为了利用中华蜂的趋光性,使中华蜂自动回到蜂箱,同时在白光灯外部套设了隔热的灯罩,防止了中华蜂的烫伤和烫死;补光装置为蔬菜补充照射具有光合作用辐射的光,促进蔬菜的生长和发育,红光补光灯发出的红光有利于蔬菜的茎的生长,并促进蔬菜的开花和叶绿素的形成,而叶绿素是光合作用中的重要色素,绿光补光灯发出的绿光部分被胡萝卜素和叶黄素之类的色素吸收,然后光合作用,蓝光补光灯发出的蓝光能促进蔬菜的叶片和根系的生长;蔬菜温室的室壁上设置的滤光片,让波长在350~700nm光进入到蔬菜温室中,其中波长在400nm~700nm的光为促进蔬菜植物光合作用的促进光合作用辐射,而波长在350nm~400nm的光为紫外光,紫外光对蔬菜温室内杀菌,防止病虫害的滋生。本发明采用洁净和无限的太阳能作为能源,实现了环境友好农业,同时数字化和智能化的管理和调控大大的提高了蔬菜的产量。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示,一种太阳能蔬菜温室,包括:
蔬菜温室,其包括室顶、室壁和室门,图3显示了蔬菜温室的形状,所述室顶和所述室壁均为钢化玻璃,所述室壁上开设有进出口,所述室门安装在所述室壁上,所述室门遮蔽所述进出口,所述室顶和室壁上覆盖有滤光片,所述滤光片允许透过光的波长在350nm~700nm之间,蔬菜种植在所述蔬菜温室内的土壤上;
温控装置,其包括设置在所述蔬菜温室内的温度传感器、空调和第一单片机,所述第一单片机上设置有温度范围值,所述第一单片机与所述温度传感器和所述空调电连接,所述温度传感器将检测到的所述蔬菜温室内的温度值传输到所述第一单片机上,所述第一单片机将所述温度值与所述温度范围值比较,所述温度范围值为23°C~27°C,当所述蔬菜温室内的温度值高于27°C时,所述第一单机片启动所述空调降温,当所述蔬菜温室内的温度值低于23°C时,所述第一单机片启动所述空调升温;
湿度装置,其包括空气湿度传感器、土壤湿度传感器、第二单片机、空气加湿器、通风扇和多个滴灌器,所述第二单片机上设置有空气湿度范围值和土壤湿度范围值,所述第二单片机与所述空气湿度传感器、所述土壤湿度传感器和所述多个滴灌器电连接,所述空气湿度传感器将蔬菜温室内的空气湿度值与所述空气湿度范围值对比,所述空气湿度范围值为45%~60%,所述土壤湿度范围值为20%~40%,当所述蔬菜温室内的空气湿值小于45%,则所述第二单片机启动空气加湿器,当所述蔬菜温室内的温度大于60%,则所述第二单片机启动所述通风扇,当所述蔬菜温室内的土壤的湿度小于20%,则所述第二单片机启动所述多个滴灌器;
补光装置,其包括多个补光灯组和第一定时器,每个补光灯组包括一个红光补光灯、一个绿光补光灯和一个蓝光补光灯,在本实施例中选用的是LED红光灯、LED绿光灯和LED蓝光灯,所述第一定时器与所述多个补光灯组电连接,所述多个补光灯组设置在所述蔬菜温室内,环绕所述蔬菜温室内的蔬菜,所述第一定时器上设置有所述多个补光灯组的第一运行时间,控制每个补光灯组的开启和关闭,其中,所述定时器上设置的所述第一运行时间为17:00~22:00;
蜂箱,所述蜂箱放置在所述蔬菜温室内,所述蜂箱内有多只蜜蜂,所述蜂箱的一个侧壁上设置有出入口,所述蜂箱的另一个侧壁上设置有白光灯和第二定时器,所述白光灯上套设有密封的灯罩,所述灯罩透明且隔热,所述白光灯与所述出入口相对,所述第二定时器上设置有所述白光灯的第二运行时间,所述第二运行时间为22:00~22:10,其中所述蔬菜温室中设置了三个所述蜂箱,每个蜂箱中有多只中华峰;
换气装置,其包括吸入式换气扇、排出式换气扇和空气过滤器所述吸入式换气扇和所述排出式换气扇分别设置在所述室壁上,其中所述吸入式换气扇和所述排出式换气扇相对设置,所述空气过滤装置设置在所述蔬菜温室内,通过第一气体管道与所述吸入式换气扇的排气口连通,
所述吸入式换气扇从所述蔬菜温室的外部吸入空气,所述空气经空气过滤器过滤后进入到所述蔬菜温室内,所述排出式换气扇将所述蔬菜温室内的气体排出;
控制装置,其包括中央处理器、显示器和键盘,所述中央处理器与所述显示器、所述键盘、所述第一单片机和所述第二单片机电连接;
所述第一单片机定时将所述蔬菜温室内的温度值传输到所述中央处理器上,所述温度值被存储在所述中央处理器中,所述第二单片机定时将所述蔬菜温室内的空气湿度值和土壤湿度值传输到所述中央处理器上,所述空气湿度值和所述温度湿度值被被存储在所述中央处理器中,
工作人员可通过所述控制装置对温度范围值、空气湿度范围值和土壤湿度范围值设定;以及
能源装置,其包括太阳能供电部、备用电源、双电源切换器和聚光罩,所述太阳能供电部包括:光伏板、逆变器和控制器,所述光伏饭设在所述蔬菜温室外,所述聚光罩为六面体,图2显示了聚光罩的形状,所述聚光罩的第一个面为开口,所述开口的形状和面积与所述光伏板的面积和形状匹配,所述光伏板穿过所述开口嵌入到所述聚光罩中,所述聚光罩的第二面、第三面、第四面和第五面中的任一个面为由多个菲涅尔透镜组成,所述聚光罩的第六面上设置有一向内密封的凸槽,所述凸槽上的外侧壁底部设置有进口,所述凸槽的外侧壁顶部设置有出口,所述进口通过第一液体输送软管与循环冷凝器的出液口连接,所述出口通过第二液体输送软管与所述循环冷凝器的进液口连接,所述第一液体输送软管和所述第二液体输送软管外部均包裹有保温层,所述循环冷凝器冷凝乙醇至-15°C并输送至所述凸糟,被输送至所述凸糟的乙醇从所述出口流出,回到所述循环冷凝器,其中所述太阳能供电部包括多块光伏板,每块光伏板上罩有一个聚光罩,
其中,所述太阳能供电部和所述备用电源与所述双电源切换器电连接,当太阳光充足时,所述太阳能供电部为所述温控装置、所述湿度装置、所述补光装置、所述换气装置和所述循环冷凝器提供电能,当处于夜晚和太阳光不充足的情况下,工作人员通过所述双电源切换器将电源切换为所述备用电源,由所述备用电源为所述温控装置、所述湿度装置、所述补光装置、所述控制装置和所述换气装置提供电能。
本发明设计了一种太阳能蔬菜温室。在本发明中利用光伏板将洁净的太阳能转化为电能为温控装置、湿度装置、控制装置、补光装置、换气装置和蜂箱提供电能,聚光罩的四个面采用菲涅尔透镜,很好的将光能聚集,增加了照射在光伏饭上的光能,循环冷凝器为聚光罩内降温,防止聚光罩内的温度过高对光伏板的损害,备用电源和双电源切换器的使用为出现光照不足的情况和夜晚用电提供了保障;温控装置和湿度装置,实现了对蔬菜温室内的温度、空气湿度和土壤湿度的实时监控,防止温室内温度和湿度过高或过低对蔬菜生长造成的不利影响;控制装置不仅存储了蔬菜温室中的蔬菜生长过程中的各种数据,为农业科研提供了一手的资料,而且可以对温室内的温度值、空气湿度值和土壤湿度值进行修改,实现了对蔬菜种植的智能化管理,扩展了发明的应用地域;换气装置为蔬菜温室内更换气体,吸气式换气扇和空气过滤器给蔬菜温室注入干净的新鲜空气,排出式换气扇将蔬菜温室内的气体排出,吸气式换气扇和排出式换气扇相对设置,使得蔬菜温室内的气体流动,形成了一种仿制自然界微风的仿生态环境,这样利于蔬菜花粉的传播和蔬菜的成长;蜂箱的设置,其利用中华蜂为蔬菜的花朵传粉,增加了蔬菜的产率,而蜂箱中白光灯的设置,是为了利用中华蜂的趋光性,使中华蜂自动回到蜂箱,同时在白光灯外部套设了隔热的灯罩,防止了中华蜂的烫伤和烫死;补光装置为蔬菜补充照射具有光合作用辐射的光,促进蔬菜的生长和发育,红光补光灯发出的红光有利于蔬菜的茎的生长,并促进蔬菜的开花和叶绿素的形成,而叶绿素是光合作用中的重要色素,绿光补光灯发出的绿光部分被胡萝卜素和叶黄素之类的色素吸收,然后光合作用,蓝光补光灯发出的蓝光能促进蔬菜的叶片和根系的生长;蔬菜温室的室壁上设置的滤光片,让波长在350~700nm光进入到蔬菜温室中,其中波长在400nm~700nm的光为促进蔬菜植物光合作用的促进光合作用辐射,而波长在350nm~400nm的光为紫外光,紫外光对蔬菜温室内杀菌,防止病虫害的滋生。本发明采用洁净和无限的太阳能作为能源,实现了环境友好农业,同时数字化和智能化的管理和调控大大的提高了蔬菜的产量。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。