CN106034829A

CN106034829A - 一种智能型大棚

Info

Publication number: CN106034829A
Application number: CN201610471935.7A
Authority: CN
Inventors: 胡娜; 蔡园嘉
Original assignee: Beihai Zhongsheng Ecological Industry Co Ltd
Current assignee: Beihai Zhongsheng Ecological Industry Co Ltd
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2016-10-26

Abstract

本发明涉及农业种植技术领域，尤其涉及一种智能型大棚。针对现有蔬菜大棚智能化不足的问题，本发明采用上通风窗和下通风窗结构，并由防虫网和透光塑料薄膜组成，边框由U型槽架构成，防虫纱网嵌入U型槽内并通过弹簧固定，透光塑料膜通过卷轴电机，沿导向杆运动，导向杆上设有位置感应器；横梁下部安装有遮阳网，遮阳网卷轴由卷轴电机驱动；大棚内还设置了温度、湿度、光照强度等传感器，通过智能控制器、卷轴电机控制器、卷轴电机变频器等实现智能感应和控制；从而解决了大棚智能化的问题，同时显著减小了工作效率高，降低人工成本，更加简单、实用。

Description

一种智能型大棚

技术领域

本发明涉及农业种植技术领域，尤其涉及一种智能型大棚。

背景技术

随着农业种植技术的不断发展，大棚已成为当今农业生产所必不可少的一个基本条件。目前，绿色无公害、有机食品的意识深入人心。生产绿色有机蔬菜，保障消费者身体健康成为广大菜农的共识。品牌意识，精品意识，优质优价的意识，成为广大菜农改进生产设施，改进生产技术，由此而来的就是产品更优质，回报更丰厚。最近几年，国家积极引导，菜农的科技水平不高，我国的蔬菜、水果生产正在逐步走向世界。通过对生产技术的严格要求，农药化肥的严格控制，我国的蔬菜产品质量已经与国际标准同步，正在向世界蔬菜强国大步迈进。涉及蔬菜大棚的专利技术也很多，然而现有技术的大棚蔬菜系统存在以下缺点：（1）太过依赖人力，自动化程度不高，工作效率太低；（2）不够智能化，不能及时分析大棚内的环境因素变化，不能积极主动的去调整环境因素，从而大棚蔬菜、水果不能在最佳的环境中生长；（3）不够信息化，没有完整的中心数据库，不能实现对各类大棚蔬菜、水果的不同生长阶段高效全面的监控和管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能型大棚，解决问题现有的大棚蔬菜系统工人劳动强度大，自动化程度不高，工作效率太低，不够智能化，不够信息化等缺点，提供一种更智能、更灵活、更全面的大棚蔬菜智能控制系统，可以灵活、实时、智能化的管理大棚蔬菜健康生长，充分发挥传感器技术和计算机网络的优势，同时提高管理效率，解决劳动力短缺问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种智能型大棚，包括大门、立柱、横梁、立柱与横梁间有支撑杆交叉连接、顶棚、大棚四周是透光塑料膜或透光有机玻璃、上通风窗、下通风窗、控制箱，其特征在于：上通风窗和下通风窗由防虫网和透光塑料薄膜组成，边框由U型槽架构成，防虫纱网嵌入U型槽内并通过弹簧固定，透光塑料薄膜装在防虫网内侧或外侧，透光塑料薄膜上端固定在U型槽架上，透光塑料膜下端有一卷轴，侧面的U型槽架装有导向杆，卷轴电机安装板上有导向槽沿导向杆运动，导向杆上设有位置感应器，卷轴电机的转动轴与卷轴相连；横梁下部安装有遮阳网，遮阳网一端固定在横梁上，遮阳网另一端固定在遮阳网卷轴上，遮阳网卷轴由卷轴电机驱动；大棚内还装有控制箱，控制箱内有电源开关、智能控制器、卷轴电机控制器、卷轴电机变频器。上通风窗和下通风窗的上下边框U型槽架还固定有2-5组由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件，卷轴带动透光塑料膜在所述限位支撑件内运动，所述限位支撑件解决了强风时通风窗中透光塑料模抗风能力不足的问题。每段横梁固定有2-5组由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件，卷轴带动遮阳网在所述由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件内运动，减轻了卷轴的承重压力，方便卷轴的运动。智能大棚内每两个立柱间隔，布置有1-2个温湿度传感器，所述温湿度传感器可以直接显示当前的温湿度，同时将采集到的温度和湿度数据通过有线或无线信号传送给智能控制器。智能控制器上设有按键，管理人员通过按键设置植物生长的需要控制的温度和湿度值。智能控制器还设有遥控接收模块，可以接收管理人员发出的控制指令，改变温度和湿度参数，启动或停止卷轴电机。控制箱内还设有卷轴电机控制器能接收卷轴电机的位置信息将据卷轴控制在合适的位置。卷轴电机变频器可以控制卷轴电机的运行速度。通过卷轴电机的控制，可以自动控制通风窗的大小和遮阳网展开的面积。智能控制器和卷轴电机控制器采用成熟的单片机控制技术，降低了控制器的成本。智能控制器控制原理：根据大棚内采集到的温度、湿度和光照强度等数据进行计算求出平均值，然后与设定值进行比较，如果超过设定值的偏差范围，则给出告警信号，在未有人工指令下达的情况下，按程序启动卷轴电机，调整通风窗和遮阳网展开面积来改变大棚内的温度和湿度。

智能控制器还可以增加视屏监控模块和红外监控模块，通过有线或无线网络将采集到的信息上传至管理人员的计算机或手机。在大门1加装监控摄像头和红外感应器，提高大棚的安全性。在大棚内根据摄像头的监控范围，选择一部分立柱安装用于观察植物生长状态的摄像头。通过管理人员后台储存的植物生长状态的信息比较可以方便管理员对温湿度参数进行实适调整。

顶棚用透明塑料薄膜或透明有机玻璃密封，并沿一边倾斜，利于采光和排水。顶棚沿一边倾斜的结构设计，还有利于大棚内的热气通过上通风窗排出，降低大棚内过高的温度。上通风窗和下通风窗的设计可以加速自然通风，利于大棚温度控制。顶棚较低的一边边沿装有U形槽，并在靠近立柱的地方开有孔，通过沿立柱的PVC管将顶棚收集到的雨水迅速排到大棚里的排水通道。采用该设计后，可以避免顶棚积水和雨水溢出通过通风窗或缝隙进入到大棚里。

立柱、横梁可以用工字钢材，立柱与横梁间有支撑杆可以用钢筋、钢缆，可以提高大棚的整体强度。

U型槽架可以用铝型材或塑钢材料。U型槽架在保证支撑强度的情况下，大幅减轻了重量，降低了大棚地基强度要求。U型槽开口侧有翻边，翻边的边沿有半圆形凸起。翻边的设计防止了弹簧和防虫纱网从U型槽中滑出。半圆形凸起防止翻边毛刺割破防虫纱网，同时减小防虫纱网与U型槽的摩擦。采用U型槽架和弹簧固定防虫纱网的优点在于：通过拆卸弹簧可以很方便的取出防虫纱网。方便了防虫网的清洁、维护和更换。

立柱、横梁、U型槽架等大棚结构组件，采用标准化、模块化设计，方便大棚的横向和纵向的扩建。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

（1）自动化程度高，不过多依赖人力，工作效率高，降低人工成本；

（2）更加智能化，能及时分析大棚内的环境因素变化，积极主动的去调整环境因素，从

而使得大棚蔬菜在最佳的环境中生长；

（3）防虫网安装和拆卸方便。

附图说明

图1为本发明智能大棚示意图。

图2为本发明防虫网安装示意图。

图3为本发明防虫网安装剖面示意图。

图4为本发明遮阳网示意图。

图5为本发明智能控制箱示意图。

附图中的标号说明：1、大门，2、下通风窗，3、卷轴电机，4、导向杆，5、U型槽架，5.1、U型槽，5.11、半圆形凸起，5.2、弹簧，5.3、防虫纱网，6、顶棚，7、横梁，7.1、遮阳网，7.2、遮阳网卷轴，8、上通风窗，9、控制箱，9.1、电源开关，9.2、智能控制器，9.3、卷轴电机控制器，9.4、卷轴电机变频器。

具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。下面结合说明书附图对本发明一种智能型大棚的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1：一种智能型大棚，如图1所示，大棚有2幅主跨度结构，纵深3幅立柱间隔。立柱间有横梁连接，大棚内相邻的2个立柱间，固定有上下交叉的钢缆，用于加强大棚的强度。大棚开有大门1，大门1左右各有一个下通风窗2，大门1上部有2个上通风窗8。左右侧面各开有3个下通风窗2。中间沿纵深方向和右侧还各有3个上通风窗8。后面还有与正面对称分布的2个下通风窗2和2个上通风窗8。顶棚6 向左侧呈弧线形倾斜，顶棚安装有透光塑料薄膜。通风窗有2层结构，外面一层是防虫纱网5.3，里面一层是柔性的透光塑料薄膜。如图2和图3所示，防虫纱网5.3通过弹簧5.2固定在U型槽内。U型槽5.1开口侧有翻边，翻边的边沿有半圆形凸起5.11。U型槽架5固定在立柱上。通风窗上下U型槽架5中间分布有2组由2根钢缆组成的支撑件。通风窗内层的透光塑料薄膜的上端固定在U型槽架5上，下端固定在卷轴上，卷轴在2组由2根钢缆组成的支撑件中间运动。通风窗侧面的U型槽架5安装有导向杆4。卷轴电机3安装板上有导向槽，沿导向杆4运动，导向杆上设有位置感应器，卷轴电机3的转动轴与卷轴相连。卷轴电机3安装板导向槽经过导向杆的位置传感器时，智能控制器9.2通过位置传感器的信号获知卷轴的位置和计算通风窗打开的大小。

大棚内每幅跨度内的两个立柱间隔的横梁上有一幅遮阳网。大棚内共有6幅遮阳网。如图4所示，每段横梁7固定有3组由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件，卷轴带动遮阳网在所述由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件内运动，减轻了卷轴的承重压力，限制了遮阳网的位置，避免大风时，遮阳网被风刮飞，破坏卷轴。纵向的横梁上装有方便卷轴运动的导轨和卷轴电机运动的导向杆。卷轴电机沿导向杆运动，并通过打开或卷起遮阳网来控制植物所需要的阳光和温度。通风窗和遮阳网控制卷轴电机运动的导向杆两端设有行程开关，当卷轴电机触发行程开关后，自动断电，停止卷轴电机运动，保护透光塑料薄膜、遮阳网和卷轴电机。

大棚内还设有滴灌系统，排水系统。顶棚6用透明塑料薄膜或透明有机玻璃密封，并沿一边倾斜，利于采光和排水。大棚顶部较低的一边装有U形槽，并在靠近立柱的地方开有孔，通过沿立柱的PVC管将顶棚6收集到的雨水迅速排到大棚里的排水地沟，流到大棚外。大棚内的滴灌系统的水源设有手动开关和电磁阀开关。智能控制器9.2通过控制电磁阀开关控制滴灌系统。

大门1的门框上装有带有红外感应的监控摄像头用于安全管控，大棚内4个角装有摄像头用于观察大棚内植物生长状态。大棚内靠近大门的立柱上装有控制箱9。控制箱9内有电源开关9.1、智能控制器9.2、卷轴电机控制器9.3、卷轴电机变频器9.4。摄像头并通过数据线与智能控制器9.2联通。大棚内的每个立柱上装有温湿度一体化传感器，电源线和数据线通过横梁上的集线器和PVC管通到控制箱9。智能控制器9.2上设有按键，管理人员通过按键设置植物生长的需要控制的温度和湿度值。智能控制器9.2还设有遥控接收模块，可以接收管理人员发出的控制指令，改变温度和湿度参数，启动或停止卷轴电机。控制箱9内还设有卷轴电机控制器9.3能接收卷轴电机的位置信息将据卷轴控制在合适的位置。卷轴电机变频器9.4可以控制卷轴电机的运行速度。通过卷轴电机的控制，可以自动控制通风窗的大小和遮阳网展开的面积。智能控制器9.2和卷轴电机控制器9.3采用成熟的单片机控制技术，降低了控制器的成本。智能控制器9.2控制原理：根据大棚内采集到的温度和湿度数据进行计算求出平均值，然后与设定值进行比较，如果超过设定值的偏差范围，则给出告警信号，按程序启动卷轴电机，调整通风窗和遮阳网展开面积来改变大棚内的温度和湿度。

Claims

1.一种智能型大棚，包括大门、立柱、横梁、立柱与横梁间有支撑杆交叉连接、顶棚、大棚四周是透光塑料膜或透光有机玻璃、上通风窗、下通风窗、控制箱，其特征在于：上通风窗和下通风窗由防虫网和透光塑料薄膜组成，边框由U型槽架构成，防虫纱网嵌入U型槽内并通过弹簧固定，透光塑料薄膜装在防虫网内侧或外侧，透光塑料薄膜上端固定在U型槽架上，透光塑料膜下端有一卷轴，侧面的U型槽架装有导向杆，卷轴电机安装板上有导向槽沿导向杆运动，导向杆上设有位置感应器，卷轴电机的转动轴与卷轴相连；横梁下部安装有遮阳网，遮阳网一端固定在横梁上，遮阳网另一端固定在遮阳网卷轴上，遮阳网卷轴由卷轴电机驱动；大棚内还装有控制箱，控制箱内有电源开关、智能控制器、卷轴电机控制器、卷轴电机变频器。

2.如权利要求1所述的一种智能型大棚，其特征在于：上通风窗和下通风窗的上下边框U型槽架还固定有2-5组由2根钢缆或塑料杆组成的限位支撑件，卷轴带动透光塑料膜在所述限位支撑件内运动。

3.如权利要求1所述的一种智能型大棚，其特征在于：智能控制器还设有遥控接收模块，可以接收管理人员发出的控制指令，改变温度和湿度参数，启动或停止卷轴电机；智能控制器还可以增加视屏监控模块和红外监控模块，通过有线或无线网络将采集到的信息上传至管理人员的计算机或手机。

4.如权利要求3所述的一种智能型大棚，其特征在于：智能控制器设有视屏监控模块和红外监控模块，通过有线或无线网络将采集到的信息上传至管理人员的计算机或手机。

5.如权利要求2或3所述的一种智能型大棚，其特征在于：顶棚用透明塑料薄膜或透明有机玻璃密封，并沿一边倾斜；顶棚较低的一边边沿装有U形槽，并在靠近立柱的地方开有孔，通过沿立柱的PVC管将顶棚收集到的雨水迅速排到大棚里的排水通道。

6.如权利要求2或3所述的一种智能型大棚，其特征在于：U型槽架可以用铝型材或塑钢材料；U型槽开口侧有翻边，翻边的边沿有半圆形凸起。