CN106595767A - 一种智能调节空气温湿度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种智能调节空气温湿度的方法及系统，所述方法包括：步骤101、实时监测大棚内空气温湿度浓度；步骤103、基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；步骤105、若启动大棚外温湿度浓度检测，则调用相应调节策略。本发明以节能减排为主要指导思想，尽最大可能的降低能源消耗，有效利用自然条件进行调节，也加强了对环境的有效保护。

Description

一种智能调节空气温湿度的方法及系统

技术领域

本发明属于智能农业技术领域，尤其涉及一种智能调节空气温湿度的方法及系统。

背景技术

随着农业产业规模不断扩大和技术的不断普及，大棚数量不断增多。空气温湿度控制是大棚一个重要的控制环节。空气温湿度太低或太高，会影响农作物的生长，因此应将空气温湿度始终控制在适合农作物生长的范围内。如何实时得知大棚内空气温湿度环境并及时处理得到越来越广泛应用。

非智能温湿度控制是工人到大棚内读取空气温湿度值，然后根据读取的温湿度值调节大棚内的温湿度；而温湿度控制只能依据工人的经验做出判断是否需要调节温湿度值。这种靠人工控制温湿度的方式方法，既耗人力，又不精确，并且单一的调节方式耗能较多，并没有有效利用不同地区不同气候条件进行调节。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出了一种智能调节空气温湿度的方法，其包括

步骤101、实时监测大棚内空气温湿度浓度；

步骤103、基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；

步骤105、若启动大棚外温湿度浓度检测，则调用相应调节策略。

其中，在所述步骤101之前还包括设定大棚内控制温湿度浓度阈值。

其中，所述步骤103包括：

当实时监控的数值在所述阈值区间之外时，启动大棚外温湿度浓度检测；或

当实时监控的数值在所述阈值区间之内时，不启动大棚外温湿度浓度检测。

其中，所述步骤105具体包括：启动大棚外温湿度浓度检测后，比较当前大棚内外温湿度，基于比较结果，采用相应调节策略。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都低于大棚外的温度和湿度，则启动排风装置，进行通风处理；

若大棚内湿度达到要求，则停止通风，对温度进行微调。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都高于大棚外的温度和湿度，则在大棚内进行升温加湿处理；

若大棚内温度达到要求，则停止升温，对湿度进行微调。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时调节大棚内温度和大棚内湿度，其中之一需要提高，而另外一个需要下降时，则优先达高温度要求，随后对湿度进行微调。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要降低大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行内部降温；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则采用吸附剂进行除湿；

若需要调节的大棚内的湿度高度大棚外的湿度时，则使用通风结合吸附剂除湿；

当需要提高大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行内部升温；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则进行内部加湿；

如需要调节的大棚内的湿度高于大棚外的湿度时，则进行通风处理。

根据本发明的实施方式，还提出一种智能检测和调节空气温湿度的系统，所述系统包括一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置、中转站点、服务器和移动终端，其特征在于：

所述中转站点与所述一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置形成自组织网；

所述中转站点通过有线或无线方式连接至所述服务器；所述服务器通过无线方式连接至所述移动终端；所述移动终端实时显示当前温度和湿度；

所述智能检测和调节空气温湿度装置实时监测大棚内空气温湿度浓度；并基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，则通过中转站点向服务器发送大棚外温湿度浓度检测请求，并根据服务器返回的大棚外温湿度浓度调用温湿度调节策略。

根据本发明的实施方式，所述智能检测和调节空气温湿度装置包括：电源模块、温湿度传感器、微控制单元MCU、显示模块、控制模块、无线传输模块以及策略单元；

其中，所述电源模块分别为所述显示模块、温湿度传感器模块、微控制单元、显示单元、控制模块和无线传输模块供电；

所述温湿度传感器用于实时监测大棚内空气温湿度浓度；所述无线传输模块用于与中转站点连接；

所述微控制单元MCU连接并控制所述温湿度传感器、显示模块、控制模块、策略单元和无线传输模块；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，所述微控制单元MCU根据返回的大棚外温湿度浓度调用策略单元设置的温湿度调节策略，通过所述控制模块对大棚内的温湿度进行调节；以及

所述控制模块用于控制温度调节装置和湿度调节装置。

本发明的优点在于：本发明能够智能采集空气温湿度，无线发送给农户，并根据事先的设置自动调节温湿度，也便于用户随时随地了解大棚温湿度环境。其布线简单，便于操作，节省劳动强度，可多点检测，确保获取大棚内各个区域内的空气温湿度数据，方便作出准确的调节策略。避免因温湿度环境的因素影响农作物的正常生长。该调节方法以节能减排为主要指导思想，尽最大可能的降低能源消耗，有效利用自然条件进行调节，也增加了对环境的有效保护。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的一种智能调节空气温湿度的方法的流程图；

附图2示出了根据本发明实施方式的智能检测和调节空气温湿度的系统结构示意图；

附图3示出了根据本发明实施方式的智能检测和调节空气温湿度装置结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，根据本发明的实施方式，提出一种智能调节空气温湿度的方法，其包括：

步骤101、实时监测大棚内空气温湿度浓度；

步骤103、基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；

步骤105、若启动大棚外温湿度浓度检测，则调用相应调节策略。

检测大棚外的温湿度是为了能够有效利用大棚外的自然环境，对大棚内的生长环境进行调节。

其中，在所述步骤101之前还包括设定大棚内控制温湿度浓度阈值。

不同的植物，其适合的温湿度浓度阈值是不相同的。应当根据不同的植物，设定不同的温度和湿度阈值。

其中，所述浓度阈值包括浓度上限阈值和浓度下限阈值，所述浓度上限阈值与所述浓度下限阈值构成一个阈值区间。

阈值区间是一个范围，在该区间内，植物能够较好地生长。而在该阈值区间之外，容易发生病虫害，并且对植物的产量、生长速度都有反方向的影响。该区间的设置，依据不同的植物而不同，并且其通常是通过大量的实验数据获得。

其中，所述步骤103包括：

当实时监控的数值在所述阈值区间之外时，启动大棚外温湿度浓度检测；或

当实时监控的数值在所述阈值区间之内时，不启动大棚外温湿度浓度检测。

其中，所述步骤105具体包括：启动大棚外温湿度浓度检测后，比较当前大棚内外温湿度，基于比较结果，采用相应调节策略。

比较室内外温湿度的差异，是为了更好地利用大棚外的自然条件。因为在不同的自然环境中，室外的温湿度是不同的。

例如，在北方的冬天空气温度低，湿度也低，而需要较高温度和较高湿度的植物在温室生长时，如果温度和湿度都超过了阈值，这个时候只需要进行通风就可以了。而不需要使用空调等进行内部降温。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都低于大棚外的温度和湿度，则启动排风装置，进行通风处理；

若大棚内湿度达到要求，则停止通风，对温度进行微调。

又如，南方的冬天湿度高，温度低，而需要较高温度和较低湿度的植物在大棚内生长时，如果大棚内温度高于阈值和湿度高于阈值，此时只要进行通风。如果温度低于阈值，湿度高于阈值，此时可以先进行通风处理来调节湿度，随后对温度进行调节。因为无论如何都需要进行内部升温处理，而棚内湿度达到要求后，其湿度的变化会比较慢。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都高于大棚外的温度和湿度，则在大棚内进行升温加湿处理；

若大棚内温度达到要求，则停止升温，对湿度进行微调。

此时温度升上去以后，由于封闭空气，其变化不会很大，再进行湿度调节是有益的。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要同时调节大棚内温度和大棚内湿度，其中之一需要提高，而另外一个需要下降时，则优先达到温度要求，随后对湿度进行微调。

其中，所述调节策略具体还包括：

当需要降低大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行内部降温；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则采用吸附剂进行除湿；

若需要调节的大棚内的湿度高于大棚外的湿度时，则使用通风结合吸附剂除湿；

当需要提高大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行内部升温；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则进行内部加湿；

如需要调节的大棚内的湿度高于大棚外的湿度时，则进行通风处理。

从以上调节的细节可以看出，只要能通过通风进行处理的，都尽量采用通风的方式。同时升温操作相对于使用超声波加湿操作来说，耗能更大，而内部降低温度和内部降低湿度相比较，内部降低温度也需要消耗较大能量，降低湿度仅仅通过吸附即可完成。基于这些特点，可以看出，对湿度的控制，其整体能耗是较低的。所以在两者都在变化的情况下，完全可以先达到温度指标，随后进行湿度指标的调节。仅在某些特殊情况下，先对温度进行调节，这在上文已有描述。这里不再赘述。

根据本发明的另一实施方式，本发明还提出了一种智能检测和调节空气温湿度的系统，如附图2所示，所述系统用于实施前述智能调节空气温湿度的方法，所述系统包括一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置、中转站点、服务器和移动终端，其特征在于：

所述中转站点与所述一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置形成自组织网；

所述中转站点通过有线或无线方式连接至所述服务器；所述服务器通过无线方式连接至所述移动终端；所述移动终端实时显示当前温度和湿度。

所述智能检测和调节空气温湿度装置实时监测大棚内空气温湿度浓度；并基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，则通过中转站点向服务器发送大棚外温湿度浓度检测请求，并根据服务器返回的大棚外温湿度浓度调用温湿度调节策略。所述大棚外温湿度浓度检测可以由另外设置于棚外的温湿度传感器获取。

根据本发明的具体实施方式，如图3所示，所述智能检测和调节空气温湿度装置包括：电源模块、温湿度传感器、微控制单元MCU、显示模块、控制模块、无线传输模块以及策略单元。

其中，所述电源模块分别为所述显示模块、温湿度传感器模块、微控制单元、显示单元、控制模块和无线传输模块供电。

所述温湿度传感器用于实时监测大棚内空气温湿度浓度；所述无线传输模块用于与中转站点连接；

所述微控制单元MCU连接并控制所述温湿度传感器、显示模块、控制模块、策略单元和无线传输模块；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，所述微控制单元MCU根据返回的大棚外温湿度浓度调用策略单元设置的温湿度调节策略，通过所述控制模块对大棚内的温湿度进行调节。

其中，所述控制模块用于控制温度调节装置和湿度调节装置。所述温度调节装置和湿度调节装置包括但不限于，风机、通风窗开合装置、淋雾装置、空调单元、水分吸附单元等等。

温湿度传感器采用基于Humirel公司高性能的温湿度感应元件制成，为OEM应用提供一个准确可靠的温湿度测量数据。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号，具有良好的品质、快的响应速度、抗干扰能力强。HTG383X传感器包括一个电容性聚合体测湿元件、一个用NTC制成的测温元件，测量的温度和湿度在同一个芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路连接，以至于输出高精度的数字量的温度和湿度值。

其中，所述移动终端采用2G、3G、4G或Wi-Fi与所述服务器通信。

SN号设置：服务器可以根据SN号对设备进行管理，提高设备的维护效率。因此所述智能检测和调节空气温湿度装置必须存储SN号，才可进行下一步自动组网、采集、无线传输和调节工作。

设备不传输数据时，始终处于低功耗睡眠模式，定时唤醒设备，采集并无线发送数据，耗电低，延长使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能调节空气温湿度的方法，其包括：

步骤101、实时监测大棚内空气温湿度浓度；

步骤103、基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；

步骤105、若启动大棚外温湿度浓度检测，则调用相应调节策略。

2.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，其中在所述步骤101之前还包括设定大棚内控制温湿度浓度阈值。

3.如权利要求2所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述步骤103包括：

当实时监控的数值在所述阈值区间之外时，启动大棚外温湿度浓度检测；或

当实时监控的数值在所述阈值区间之内时，不启动大棚外温湿度浓度检测。

4.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述步骤105具体包括：启动大棚外温湿度浓度检测后，比较当前大棚内外温湿度，基于比较结果，采用相应调节策略。

5.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都低于大棚外的温度和湿度，则启动排风装置，进行通风处理；

若大棚内湿度达到要求，则停止通风，对温度进行微调。

6.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述调节策略具体还包括：

当需要同时提高大棚内温度和大棚内湿度时，若大棚内的温度和湿度都高于大棚外的温度和湿度，则在大棚内进行升温加湿处理；

若大棚内温度达到要求，则停止升温，对湿度进行微调。

7.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述调节策略具体还包括：

当需要同时调节大棚内温度和大棚内湿度，其中之一需要提高，而另外一个需要下降时，则优先达到温度要求，随后对湿度进行微调。

8.如权利要求1所述一种智能调节空气温湿度的方法，所述调节策略具体还包括：

当需要降低大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行内部降温；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则采用吸附剂进行除湿；

若需要调节的大棚内的湿度高度大棚外的湿度时，则使用通风结合吸附剂除湿；

当需要提高大棚内的温度或湿度之一时，

若需要调节的大棚内的温度低于大棚外的温度时，则进行通风处理；

若需要调节的大棚内的温度高于大棚外的温度时，则进行内部升温；

若需要调节的大棚内的湿度低于大棚外的湿度时，则进行内部加湿；

如需要调节的大棚内的湿度高于大棚外的湿度时，则进行通风处理。

9.一种执行如权利要求1-8其中之一所述方法的智能检测和调节空气温湿度的系统，所述系统包括一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置、中转站点、服务器和移动终端，其特征在于：

所述中转站点与所述一个或多个智能检测和调节空气温湿度装置形成自组织网；

所述中转站点通过有线或无线方式连接至所述服务器；所述服务器通过无线方式连接至所述移动终端；所述移动终端实时显示当前温度和湿度；

所述智能检测和调节空气温湿度装置实时监测大棚内空气温湿度浓度；并基于实时监控的数值与阈值的比较结果确定是否启动大棚外温湿度浓度检测；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，则通过中转站点向服务器发送大棚外温湿度浓度检测请求，并根据服务器返回的大棚外温湿度浓度调用温湿度调节策略。

10.如权利要求9所述的系统，所述智能检测和调节空气温湿度装置包括：电源模块、温湿度传感器、微控制单元MCU、显示模块、控制模块、无线传输模块以及策略单元；

其中，所述电源模块分别为所述显示模块、温湿度传感器模块、微控制单元、显示单元、控制模块和无线传输模块供电；

所述温湿度传感器用于实时监测大棚内空气温湿度浓度；所述无线传输模块用于与中转站点连接；

所述微控制单元MCU连接并控制所述温湿度传感器、显示模块、控制模块、策略单元和无线传输模块；若确认启动大棚外温湿度浓度检测，所述微控制单元MCU根据返回的大棚外温湿度浓度调用策略单元设置的温湿度调节策略，通过所述控制模块对大棚内的温湿度进行调节；以及

所述控制模块用于控制温度调节装置和湿度调节装置。