CN104823765A - 光强自适应调节的智能温室系统 - Google Patents

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叶强
章隆泉
过俊宏
叶飞
肖运根
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    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

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  • Environmental Sciences (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种光强自适应调节的智能温室系统，温室顶部为透明玻璃，包含若干光强感应器、若干照明模块、控制模块、存储模块、设定模块、显示模块和若干电动遮阳布，其中，照明模块包含照明单元和亮度调节单元；光强传感器用于其所在处的光强；设定模块用于设定温室内的期望光强；存储模块用于存储所述期望光强；显示模块用于显示各个光强感应器处的光强和期望光强；控制模块用于控制电动遮阳布和照明模块工作。本发明结构简单，使用方便，能够自动调节光强，具有较大的实用价值。

Description

光强自适应调节的智能温室系统
技术领域
本发明涉及农业自动化控制领域，尤其涉及一种光强自适应调节的智能温室系统。
背景技术
温室（greenhouse），又称暖房，能透光、保温（或加温），用来栽培植物的设施。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。
温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料聚碳酸脂温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加温温室等。温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。现代化温室中具有控制温湿度、光照等条件的设备，用电脑自动控制创造植物所需的最佳环境条件。
温室一般需要考虑以下几个方面：
1.透光性
温室是采光建筑，因而透光率是评价温室透光性能的一项最基本指标。透光率是指透进温室内的光照量与室外光照量的百分比。温室透光率受温室透光覆盖材料透光性能和温室骨架阴影率的影响，而且随着不同季节太阳辐射角度的不同，温室的透光率也在随时变化。温室透光率的高低就成为作物生长和选择种植作物品种的直接影响因素。一般，连栋塑料温室在50%~60%，玻璃温室的透光率在60%~70%，日光温室可达到70%以上。
2.保温性
加温耗能是温室冬季运行的主要障碍。提高温室的保温性能，降低能耗，是提高温室生产效益的最直接手段。温室的保温比是衡量温室保温性能的一项基本指标。温室保温比是指热阻较小的温室透光材料覆盖面积与热阻较大的温室围护结构覆盖面积同地面积之和的比。保温比越大，说明温室的保温性能越好。
3.耐久性
温室建设必须要考虑其耐久性。温室耐久性受温室材料耐老化性能、温室主体结构的承载能力等因素的影响。透光材料的耐久性除了自身的强度外，还表现在材料透光率随着时间的延长而不断衰减，而透光率的衰减程度是影响透光材料使用寿命的决定性因素。一般钢结构温室使用寿命在15年以上。要求设计风、雪荷载用25年一遇最大荷载；竹木结构简易温室使用寿命5~10年，设计风、雪荷载用15年一遇最大荷载。
由于温室运行长期处于高温、高湿环境下，构件的表面防腐就成为影响温室使用寿命的重要因素之一。钢结构温室，受力主体结构一般采用薄壁型钢，自身抗腐蚀能力较差，在温室中采用必须用热浸镀锌表面防腐处理，镀层厚度达到150~200微米以上，可保证15年的使用寿命。对于木结构或钢筋焊接桁架结构温室，必须保证每年作一次表面防腐处理。
光照强度对植物生长及形态结构有重要作用。光对植物的生长有直接影响和间接影响。
直接影响指光对植物形态生成的作用，就植物生长过程本身而言，它并不需要光。只要有足够的营养物质，植物在暗处也能生长。但是，在暗处生长的植物，形态是不正常的。如在无光下生长出来的植物是黄化苗。
间接影响主要指光合作用，光合作用固定空气中的二氧化碳合成有机物质，这是植物生长的物质基础。植物叶片每固定1mol（摩尔）的CO2，大约需要468.6kJ（千焦耳）的光能，因此光是通过影响光合作用的进行来影响植物的生长。
光能促进植物的组织和器官的分化，制约着各器官的生长速度和发育比例。强光对植物茎的生长有抑制作用，但能促进组织分化，有利于树木木质部的发育。如在全光照条件下生长的树木，一般树干粗壮、树冠庞大、枝下高较低，具有较高的观赏与生态价值。在高强光中生长的树木较矮，但是干重增加，并且根根的伸长量减少，新根发生数少，甚至停止生长。尽管根系是在土壤中无光条件下生长，但它的物质来源仍然大部分来自地上部分的同化物质。当因光照不足，同化量降低，同化物减少时，根据有机物运输就近分配的原则，同化物质首先给地上部分使用，然后才送到根系，所以阴雨季节对根系的生长影响很大，而耐阴的树种形成了低的光补偿点以适应其环境条件。树体由于缺光状态表现徒长或黄化，根系生长不良，必然导致上部枝条成熟不好，不能顺利越冬休眠，根系浅且抗旱抗寒能力低。
此外，光在某种程度上能抑制病菌活动，如在日照条件较好的立地上生长的树木，其病害明显地减少。
现有的温室系统一般通过手动调整遮阳布来调节亮度，十分麻烦，对于植物需要的光线强度掌握不充分，影响植物生长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷，提供一种光强自适应调节的智能温室系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
光强自适应调节的智能温室系统，温室顶部为透明玻璃，包含若干均匀分布在温室内的光强感应器、若干均匀分布在温室内的照明模块、控制模块、存储模块、设定模块、显示模块和若干均匀分布在所述透明玻璃下的电动遮阳布；
所述控制模块分别和各个光强传感器、各个照明模块、各个电动遮阳布、存储模块、设定模块、显示模块电气相连；
所述照明模块包含照明单元和亮度调节单元，其中，亮度调节单元与所述控制模块电气相连，用于根据控制模块的命令控制照明单元的照明亮度；
所述光强传感器用于其所在处的光强，并将其传递给所述控制模块；
所述设定模块用于设定温室内的期望光强；
所述存储模块用于存储所述期望光强；
所述显示模块用于显示温室内各个光强感应器感应到的光强和期望光强；
所述控制模块包含定位单元、电动遮阳布控制单元和照明控制单元；
所述定位单元用于将各个光强感应器感应到的光强与期望光强作比较，判断出需要改变光强的区域后，定位其对应的电动遮阳布和照明模块；
所述控制灌溉单元用于控制被定位的电动遮阳布进行工作；
所述照明控制单元用于控制被定位的照明模块进行工作。
作为本发明光强自适应调节的智能温室系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
作为本发明光强自适应调节的智能温室系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
作为本发明光强自适应调节的智能温室系统进一步的优化方案，所述存储模块采用SDRAM。
作为本发明光强自适应调节的智能温室系统进一步的优化方案，所述存储模块的型号为K4S561632。
作为本发明光强自适应调节的智能温室系统进一步的优化方案，所述显示模块采用液晶显示器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.结构简单，使用方便；
2.能够按照预设的期望光强自动调节光强，节省了大量人力。
具体实施方式
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种光强自适应调节的智能温室系统，温室顶部为透明玻璃，包含若干均匀分布在温室内的光强感应器、若干均匀分布在温室内的照明模块、控制模块、存储模块、设定模块、显示模块和若干均匀分布在所述透明玻璃下的电动遮阳布；
所述控制模块分别和各个光强传感器、各个照明模块、各个电动遮阳布、存储模块、设定模块、显示模块电气相连；
所述照明模块包含照明单元和亮度调节单元，其中，亮度调节单元与所述控制模块电气相连，用于根据控制模块的命令控制照明单元的照明亮度；
所述光强传感器用于其所在处的光强，并将其传递给所述控制模块；
所述设定模块用于设定温室内的期望光强；
所述存储模块用于存储所述期望光强；
所述显示模块用于显示温室内各个光强感应器感应到的光强和期望光强；
所述控制模块包含定位单元、电动遮阳布控制单元和照明控制单元；
所述定位单元用于将各个光强感应器感应到的光强与期望光强作比较，判断出需要改变光强的区域后，定位其对应的电动遮阳布和照明模块；
所述控制灌溉单元用于控制被定位的电动遮阳布进行工作；
所述照明控制单元用于控制被定位的照明模块进行工作。
所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机，优先采用SAA7750单片机。
所述存储模块采用SDRAM，其型号优先采用K4S561632。
所述显示模块采用液晶显示器。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1. 光强自适应调节的智能温室系统，温室顶部为透明玻璃，其特征在于，包含若干均匀分布在温室内的光强感应器、若干均匀分布在温室内的照明模块、控制模块、存储模块、设定模块、显示模块和若干均匀分布在所述透明玻璃下的电动遮阳布；
所述控制模块分别和各个光强传感器、各个照明模块、各个电动遮阳布、存储模块、设定模块、显示模块电气相连；
所述照明模块包含照明单元和亮度调节单元，其中，亮度调节单元与所述控制模块电气相连，用于根据控制模块的命令控制照明单元的照明亮度；
所述光强传感器用于其所在处的光强，并将其传递给所述控制模块；
所述设定模块用于设定温室内的期望光强；
所述存储模块用于存储所述期望光强；
所述显示模块用于显示温室内各个光强感应器感应到的光强和期望光强；
所述控制模块包含定位单元、电动遮阳布控制单元和照明控制单元；
所述定位单元用于将各个光强感应器感应到的光强与期望光强作比较，判断出需要改变光强的区域后，定位其对应的电动遮阳布和照明模块；
所述控制灌溉单元用于控制被定位的电动遮阳布进行工作；
所述照明控制单元用于控制被定位的照明模块进行工作。
2. 根据权利要求1所述的光强自适应调节的智能温室系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用ARM系列单片机。
3. 根据权利要求2所述的光强自适应调节的智能温室系统，其特征在于，所述控制模块的处理器采用SAA7750单片机。
4. 根据权利要求1所述的光强自适应调节的智能温室系统，其特征在于，所述存储模块采用SDRAM。
5. 根据权利要求4所述的光强自适应调节的智能温室系统，其特征在于，所述存储模块的型号为K4S561632。
6. 根据权利要求1所述的光强自适应调节的智能温室系统，其特征在于，所述显示模块采用液晶显示器。
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