CN104838925A - 一种用于调控温室内温度和湿度的系统 - Google Patents

一种用于调控温室内温度和湿度的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104838925A
CN104838925A CN201510219430.7A CN201510219430A CN104838925A CN 104838925 A CN104838925 A CN 104838925A CN 201510219430 A CN201510219430 A CN 201510219430A CN 104838925 A CN104838925 A CN 104838925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
humidity
temperature
greenhouse
module
microcontroller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510219430.7A
Other languages
English (en)
Inventor
胡建
倪福全
曾赟
周曼
杨萍
李清
漆力健
唐科明
马菁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Agricultural University
Original Assignee
Sichuan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Agricultural University filed Critical Sichuan Agricultural University
Priority to CN201510219430.7A priority Critical patent/CN104838925A/zh
Publication of CN104838925A publication Critical patent/CN104838925A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A01G9/241—Arrangement of opening or closing systems for windows and ventilation panels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • 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
    • A01G9/247—Watering arrangements
    • 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
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

本发明属于温室控制技术领域，具体涉及一种用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控制器同所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。本发明的系统更有效的针对不同作物建立温度和湿度变化标准值的数据库，以有效的对温室内温度和湿度进行控制。

Description

一种用于调控温室内温度和湿度的系统
技术领域
本发明属于温室控制技术领域，具体涉及一种用于调控温室内温度和湿度的系统。
背景技术
温室是指通过人工干预的方式来对指定区域内的温度、湿度、光照、土壤水分、养分和CO2浓度等诸多环境因素进行综合调控，使之适合所培育作物的生长需求，由于它摆脱了地点、季节和外界气候的影响和限制，从而能够有效地改善农业生态、生产条件，促进农业资源的科学开发和合理利用，提高土地产出率、劳动生产率和社会经济效益。因此，在世界范围内得到了广泛的应用。
世界各国的现代温室，于20世纪60年代逐步完善并快通发展。第二次世界大战后，随着经济的迅速恢复和快速发展，人们的生活质量大幅度提高，对农产品需求提出了更高的要求；随着科学技术的进步，钢铁化学工业的振兴和石油的廉价开发以及工业水平的不断提高，工程技术在农业生产上得到了广泛的应用，也加快了农业的工业化进程。设施农业应运面生，在全球迅速倔起，并形成资金、技术、劳动力密集型的高新技术产业.也是当今世界最具活力的产业之一，现代温室也随之快速发展，并向材料结构现代化、环境控制自动化、规模面积大型化的方向发展。
近10年来，我国温室产业取得很大的发展，但是与发达国家相比，我国的现代化设施农业水平还有较大差距，还尚未开发出较成熟的国产化系列温室。我国的塑料大棚和温室的面积约占世界的二分之一，但其中大部分是低档塑料薄膜温室、设施环境可控程度和水平还比较低、抗御自然灾害能力差、工程科技含量也较低、设施水平和机械化水平低、抗御自然灾害能力差，耕地浪费严重和运行成本较高等方面还待进一步改造。国外多为连栋温室，网络通讯技术在温室控制和管理系统中得到广泛的应用，而我国目前只有钢管装配式塑料大棚和玻璃温室有国家标准和工厂系列产品，且应用的仅占设施载培面积的10％，绝大部分是结构简单、农民自行建造的塑料日光温室，只能起一定的保温作用，根本不能对光、温、湿、气等环境因子进行调控；无专用小型作业机具，作业主要靠人力，劳动生产效率低，只相当于发达国家的1/10，甚至1/100。由此可见，能否发明出一种劳动效率高、可操作性强，并有效对光、温、湿、气环境因此进行调控的系统，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一是解决针对温室环境下设施环境可控程度和水平低、抗御自然灾害能力差、工程科技含量也较低、设施水平和机械化水平低、抗御自然灾害能力差的问题，。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控制器和所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。
所述的参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。
所述微控制器包括采集数据模块、数据分析模块、自检模块、温室参数控制模块，所述微控制器通过采集数据模块进行参数的实时采集、显示和保存，将采集的数据输入所述数据分析模块确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值，将所述标准范围值输入自检模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开始进行参数检测，将所述采集参数输入自检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温室参数控制模块根据自检模块得出的结果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
所述数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值。
所述的微控制器连接有用户键盘和显示液晶屏。
本发明的有益效果为：
本发明的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，针对温室的不同种植作物，建立针对该种作物的最适生长情况，本发明先进行不同种植作物生长温室环境中的的温度和湿度的参数采集，将参数输入数据分析模块，数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值。本发明的系统更有效的针对不同作物建立温度和湿度变化标准值的数据库，以有效的对温室内温度和湿度进行控制。
附图说明
图1所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度的系统框图。
图2所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系折线图。
图3所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系点状图。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
如图1所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度的系统框图，本发明的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控制器同所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。所述的参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。所述微控制器包括采集数据模块、数据分析模块、自检模块、温室参数控制模块，所述微控制器通过采集数据模块进行参数的实时采集、显示和保存，将采集的数据输入所述数据分析模块确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值，将所述标准范围值输入自检模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开始进行参数检测，将所述采集参数输入自检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温室参数控制模块根据自检模块得出的结果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
实施例1
温室内温度和湿度的最佳标准值的确定：
先后开启参数检测装置、自然通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、湿垫通风系统，针对室温进行温度和湿度的检测，每30min，进行一次温湿度数据采集，数据结果见图2和图3所示为本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系图，并将采集数据输入数据分析模块，进行温室内温度和湿度的最佳标准值的确定。
具体的，上午8:30的时间，先开启自然通风系统，使温室顶窗打开进行自然通风系统，排除室内的热量和夜间聚集的水蒸汽，待室内温度升高到一定程度后，9:30关闭自然通风系统，同时开启外遮阳系统，11:00打开屋顶喷淋系统，室内温度开始下降，并且在以后的升温过程中，由于屋顶喷淋系统减少了室外热量通过屋顶传入到室内，其升温速度明显下降。为了降低室内热负荷，12:30开启湿垫通风系统持续30min，室内温度急剧下降，同时湿度也出现急剧增加，关闭湿垫通风系统后，温室温度开始逐渐回升，再次开启湿垫通风系统进行降温，使室内温度保持在35℃以下。同样在整个过程中湿度的变化趋势与温度刚好相反。将采集到的温度和湿度参数，以温度为横坐标，湿度为纵坐标，同一时刻的数据标示在该坐标体系中得到温湿度关系，如图2和3所示。
如图2和3所示本发明一种用于调控温室内温度和湿度实施例1检测温度和湿度关系图可看出，温湿度的明显关系，分别采用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数对图1进行拟合，分别得到上述五种函数的各自拟合相关关系以及各函数拟合的相关系数，如表1所示。
表1温度和湿度拟合关系式
拟合函数 拟合关系式 相关系数
线性函数 y＝-2.2009x+134.29 0.9407
对数函数 y＝-75.044Ln(x)+323.97 0.9306
二项式函数 y＝-0.2981x2+18.28x-216.32 0.9850
乘幂函数 y＝5777.4x-1.2992 0.9208
指数函数 y＝216.71e-0.0381x 0.9319
由表1数据可知，二项式函数的拟合程度最高，其相关系数为0.9850，其他四种函数的相关系数都在0.92以上，将二项式函数确定为本实施例温室的温度和湿度的最佳函数关系，根据函数关系式，结合温室内所种植作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度，确定出针对温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度的最佳标准值，将三项标准值输入到自检模块中，作为检测温室温度和湿度参数值的对比标准值。
检测室温内温度和湿度参数值：
启动参数检测装置，包括热电偶传感器和温度传感器，热电偶传感器放置15个，分别位于三个平面上，温度传感器设置3个，温度传感器和湿度传感器数据每30min记录一次，将采集到的数据通过串口通信传递到微处理器的采集数据模块，采集数据模块将检测的数据输入自检模块进行对比。
调控温室内温度和湿度：
若温度值低于设定的最低温度值或超过设定的最高温度值、湿度超过或低于最佳湿度范围值，自检模块将检测数据传入温室参数控制模块，温室参数控制模块根据实时情况的参数结果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统；若温度在设定的最低温度值或超过设定的最高温度值内，湿度在最佳湿度范围值内，自检模块将不执行数据传入温室参数控制模块的指令。
本发明的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，针对温室的不同种植作物采集温室的温度和湿度，将参数输入数据分析模块，数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值。本发明的系统更有效的针对不同作物建立温度和湿度变化标准值的数据库，以有效的对温室内温度和湿度进行控制。
上述详细说明是针对发明的可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明的等效实施或变更，均应当包含于本发明的专利范围内。
另外，本领域技术人员还可在本发明权利要求公开的范围和精神内做其它形式和细节上的各种修改、添加和替换。当然，这些依据本发明精神所做的各种修改、添加和替换等变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：包括自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统、参数检测装置和微控制器，所述参数检测装置和微控制器电信息连接，所述微控制器和所述自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统电信息连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述的参数检测装置包括热电偶传感器和温度传感器。
3.根据权利要求1所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述微控制器包括采集数据模块、数据分析模块、自检模块、温室参数控制模块，所述微控制器通过采集数据模块进行参数的实时采集、显示和保存，将采集的数据输入所述数据分析模块，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值，将所述标准范围值输入所述自检模块，建立自检模块中的标准范围值，然后开始进行参数检测，将所述采集参数输入所述自检模块同标准范围值进行对比得出结果，所述温室参数控制模块根据自检模块得出的结果发出启动指令，调控自然通风系统、湿垫通风系统、外遮阳系统、屋顶喷淋系统。
4.根据权利要求3所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述数据分析模块将采集的数据用线性函数、对数函数、二项式函数、乘幂函数和指数函数进行拟合，判断温室内温度和湿度的最佳函数关系，利用最佳函数关系结合温室内作物的最低生长温度、最高生长温度、最佳湿度数值，确定温室内作物可生长的温度和湿度的标准范围值。
5.根据权利要求3所述的一种用于调控温室内温度和湿度的系统，其特征在于：所述的微控制器连接有用户键盘和显示液晶屏。
CN201510219430.7A 2015-04-30 2015-04-30 一种用于调控温室内温度和湿度的系统 Pending CN104838925A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510219430.7A CN104838925A (zh) 2015-04-30 2015-04-30 一种用于调控温室内温度和湿度的系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510219430.7A CN104838925A (zh) 2015-04-30 2015-04-30 一种用于调控温室内温度和湿度的系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104838925A true CN104838925A (zh) 2015-08-19

Family

ID=53839242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510219430.7A Pending CN104838925A (zh) 2015-04-30 2015-04-30 一种用于调控温室内温度和湿度的系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104838925A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107232009A (zh) * 2017-07-06 2017-10-10 塔里木大学 一种调节控制温室温度与湿度的方法
CN110823405A (zh) * 2019-10-17 2020-02-21 五邑大学 一种温度传感器的温度标定方法
US11310971B2 (en) * 2020-02-18 2022-04-26 The Ritsumeikan Trust Plant cultivation system, controller, and plant cultivation method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2585550Y (zh) * 2002-12-31 2003-11-12 北京市农业机械研究所 温室计算机智能控制系统
CN201766905U (zh) * 2010-08-10 2011-03-23 宁波金太阳光伏科技有限公司 大棚能量调控和循环系统
CN103053364A (zh) * 2013-01-15 2013-04-24 崔勇 用于农作物种植的模块式恒温恒湿自动监控温室区
CN103518564A (zh) * 2013-10-09 2014-01-22 临安市农业技术推广中心 温室大棚降温除湿控制装置
CN103592924A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 中节能绿洲(北京)太阳能科技有限公司 一种光伏大棚智能监控系统及其监控方法
KR101406092B1 (ko) * 2012-09-04 2014-06-13 경상대학교산학협력단 온실의 온습도 제어 시스템 및 그 제어 방법
JP2014128253A (ja) * 2012-12-29 2014-07-10 Chiba Univ 微小生物用環境応答調査装置及び微小生物用環境応答調査方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2585550Y (zh) * 2002-12-31 2003-11-12 北京市农业机械研究所 温室计算机智能控制系统
CN201766905U (zh) * 2010-08-10 2011-03-23 宁波金太阳光伏科技有限公司 大棚能量调控和循环系统
KR101406092B1 (ko) * 2012-09-04 2014-06-13 경상대학교산학협력단 온실의 온습도 제어 시스템 및 그 제어 방법
JP2014128253A (ja) * 2012-12-29 2014-07-10 Chiba Univ 微小生物用環境応答調査装置及び微小生物用環境応答調査方法
CN103053364A (zh) * 2013-01-15 2013-04-24 崔勇 用于农作物种植的模块式恒温恒湿自动监控温室区
CN103518564A (zh) * 2013-10-09 2014-01-22 临安市农业技术推广中心 温室大棚降温除湿控制装置
CN103592924A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 中节能绿洲(北京)太阳能科技有限公司 一种光伏大棚智能监控系统及其监控方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107232009A (zh) * 2017-07-06 2017-10-10 塔里木大学 一种调节控制温室温度与湿度的方法
CN110823405A (zh) * 2019-10-17 2020-02-21 五邑大学 一种温度传感器的温度标定方法
CN110823405B (zh) * 2019-10-17 2020-12-01 五邑大学 一种温度传感器的温度标定方法
US11310971B2 (en) * 2020-02-18 2022-04-26 The Ritsumeikan Trust Plant cultivation system, controller, and plant cultivation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202904310U (zh) 用于日光温室卷闭帘及防风固膜的智能控制系统
CN105491168A (zh) 农业物联网应用服务平台标准嵌入系统
CN103217905A (zh) 一种设施农业温室大棚环境参数自适应控制方法
CN205038544U (zh) 一种基于物联网技术的智能温室控制系统
CN111096130B (zh) 一种使用ai光谱的无人干预种植系统及其控制方法
CN103593962A (zh) 基于传感通讯的有机蔬菜质量远程网络实时监控方法
CN205038546U (zh) 一种Zigbee技术的智能温室大棚远程监控系统
CN204796339U (zh) 一种基于物联网的信息化蔬菜大棚
CN205375249U (zh) 一种单片机控制的智能化温室控制系统
CN205284410U (zh) 一种智能终端控制的大棚温室系统
CN104838925A (zh) 一种用于调控温室内温度和湿度的系统
CN105684864A (zh) 一种智能阳台种植系统及使用方法
CN201289596Y (zh) 用于日光温室群体卷闭帘的智能控制系统
CN204796334U (zh) 一种环保节能文洛式玻璃温室
CN201562160U (zh) 塑料大棚群体通风防雨用自动控制系统
CN204157375U (zh) 一种基于物联网控制系统的智能农业大棚
CN203275967U (zh) 一种温室大棚光照控制系统
JP6573849B2 (ja) 農業用ハウス内環境制御装置
CN116784130A (zh) 一种零排放环保节能的智能温控大棚
CN105746244A (zh) 一种基于互联网+的全自动种植温室
CN105700597A (zh) 基于单片机的大棚智能调节系统
Wang Research and design of intelligent monitoring system for greenhouse based on Internet of Things
CN110865668A (zh) 设施园艺远程监控与智能决策系统
CN104396684A (zh) 葡萄种植自动控制系统及其控制方法
CN205511174U (zh) 一种可分析生长状态的种植温室

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150819