CN106718334A - 一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚，包括温室大棚和光照调控系统；温室大棚的棚顶及四周设有电致变色玻璃，电致变色玻璃的控制端连接至光照调控系统；光照调控系统包括控制系统和光敏传感器，控制系统上设有电源输出端和数据采集端，控制系统分别通过电源输出端、数据采集端与电致变色玻璃、光敏传感器相连；电致变色玻璃的表面设有变色涂料层，所述变色涂料层具体为两种相间而设的变色涂料层，分别为红色变色涂料层、蓝色变色涂料层。本发明的优点在于：提供了一种结构简单、操作方便，既能满足植物不同生长发育时期对光照的需求，又能保证电量耗损低的基于电致变色玻璃的智能温室大棚。

Description

一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚
技术领域
本发明涉及温室大棚领域，尤其涉及一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚。
背景技术
植物的生长和光照密切相关，而光照则具体包括光强、光周期和光质。现有的智能温室用于植物的培养，能在一定程度上调控光强和光周期，却无法对光质进行调控，而植物生长发育却和光质密切相关。
光质，即光源所含的辐射波长范围，自然光源是全光谱光源，而植物光合作用主要为波长为610-720nm时的红橙光和波长为400-510nm时的蓝紫光。蓝紫色光有助于植物光合作用能促进绿叶体生长，蛋白质合成，果实形成，红橙色光能促进植物糖类的积累，能促进根茎生长，有助于开花结果和延长花期，
起到增加产量作用，即不同的生长发育时期需要不同的红、蓝光波的辐射比率和辐射强度。
因此，目前急需一种能协同调控光强、光周期和光质，从而满足植物不同生长发育时期需求的智能温室大棚。
电致变色玻璃是一种可以通过电流控制色泽深度可逆变化的玻璃，变色材料涂在玻璃表面或夹层内，变色材料一般为单色，如红色、蓝色、绿色，在施加电压的情况下材料会快速改变透明度和颜色深度，一旦玻璃由浅变深(或反过来)，这种玻璃系统就不再需要电能来保持新状态，仅在状态转变过程中消耗电力。于是，本发明便从电致变色玻璃出发，提供一种结构简单、操作方便，既能满足植物不同生长发育时期对光照的需求，又能保证电量耗损低的智能温室大棚。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、操作方便，既能满足植物不同生长发育时期对光照的需求，又能保证电量耗损低的基于电致变色玻璃的智能温室大棚。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚，包括温室大棚和光照调控系统；所述温室大棚的棚顶及四周设有电致变色玻璃，电致变色玻璃的控制端连接至光照调控系统；所述光照调控系统包括控制系统和光敏传感器，控制系统上设有电源输出端和数据采集端，控制系统分别通过电源输出端、数据采集端与电致变色玻璃、光敏传感器相连；
所述电致变色玻璃的表面设有变色涂料层，所述变色涂料层具体为两种相间而设的变色涂料层，分别为红色变色涂料层、蓝色变色涂料层。
作为本发明的优选方式之一，所述变色涂料层包括变色载体层和镶嵌于其内部的呈色物质层，其中，变色载体层为石墨烯制载体层或纳米碳制载体层，呈色物质层为金属盐层。
作为本发明的优选方式之一，所述红色变色涂料层的金属盐层具体为酞菁红金属盐层，蓝色变色涂料层的金属盐层具体为紫罗精金属盐层或酞菁蓝金属盐层。
作为本发明的优选方式之一，所述红色变色涂料层、蓝色变色涂料层呈格子状或条状相间设置于电致变色玻璃的表面。
作为本发明的优选方式之一，所述温室大棚内还设有反光装置和组培架；所述反光装置悬挂于温室大棚的棚顶，具体为多组并列而设的成串反光球，各组成串反光球之间交错而设；所述组培架位于温室大棚底面之上，且设置于反光装置之间。
作为本发明的优选方式之一，所述温室大棚内还设有无菌送风装置；所述无菌送风装置至少为两个，分别设于温室大棚的对角处，无菌送风装置上还设有初效过滤板和高效过滤板；所述初效过滤板和高效过滤板具体为两个具有不同过滤孔径的过滤板。
作为本发明的优选方式之一，所述光照调控系统还包括蓄电池，蓄电池通过导线与控制系统的电源输入端相连。
作为本发明的优选方式之一，所述光敏传感器设置于温室大棚的四周及植株旁，与控制系统的数据采集端相连。
作为本发明的优选方式之一，所述控制系统上设有液晶显示器、光照强度调节按钮和电源开关按钮。
作为本发明的优选方式之一，所述温室大棚内还设有控制室，控制室内设有控制系统。
本发明相比现有技术的优点在于：
(1)可以整体或分段调节温室大棚内部红、蓝光波的辐射比率和辐射强度，满足植物在不同阶段的生长发育对光质的需求，促进植物生长发育；
(2)可以同时控制光照强度，避免强光照对于阴生和半阴生植物的伤害，也能快速有效的隔热降温，也省去了安装遮荫网等遮光设施，精简了温室大棚的结构；
(3)通过控制系统上的电源开关按钮、光照强度调节按钮便可对光照进行调节，通过液晶显示器对温室大棚内现有光照进行监测，方便有效；
(4)通过在温室大棚内加装反光装置和无菌送风装置，可改造成自然光源组培室，可以去除灯源，去除空调，大大节能降耗(光照能耗、控温能耗和大功率线材消耗)。
附图说明
图1是实施例1中的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚的整体结构示意图；
图2是实施例1中的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚的两种呈条状相间而设的变色涂料层结构示意图；
图3是实施例1中的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚的两种呈格子状相间而设的变色涂料层结构示意图；
图4是实施例2中的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚的整体结构示意图；
图5是实施例2中的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚的无菌送风装置的俯视结构示意图。
图中：1为温室大棚，11为控制室，12为电致变色玻璃，13为变色涂料层，131为红色变色涂料层，132为蓝色变色涂料层，14为反光装置，141为成串反光球，15为无菌送风装置，2为光照调控系统，21为控制系统，22为蓄电池，23为光敏传感器，3为植株，4为组培架。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1-3所示，本实施例的一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚，包括温室大棚1和光照调控系统2。
温室大棚1为内设控制室11的温室大棚1，温室大棚1的棚顶及四周设有电致变色玻璃12，电致变色玻璃12的控制端连接至光照调控系统2；电致变色玻璃12的表面设有变色涂料层13，该变色涂料层13具体为两种呈格子状或条状相间而设的变色涂料层13，分别为红色变色涂料层131、蓝色变色涂料层132；变色涂料层13包括变色载体层和镶嵌于其内部的呈色物质层，其中，变色载体层为石墨烯制载体层或纳米碳制载体层，呈色物质层为金属盐层。进一步地，红色变色涂料层131的金属盐层具体为酞菁红金属盐层，蓝色变色涂料层132的金属盐层具体为紫罗精金属盐层或酞菁蓝金属盐层。
光照调控系统2包括控制系统21、蓄电池22和光敏传感器23；控制系统21位于控制室11内，其上设有电源输出端、电源输入端和数据采集端；控制系统21通过电源输出端与蓄电池22相连，接收其供电，再将其通过电源输入端传电至电致变色玻璃12，使其发生色变形态，从而提供相应光照，设置于温室大棚1四周及植株3旁的光敏传感器23再将光照信息通过数据采集端传送回至控制系统21。
此外，控制系统21上还设有液晶显示器、光照强度调节按钮和电源开关按钮，其中，液晶显示器可明确显示出从光敏传感器23采集到的光照信息，光照强度调节按钮可通过调节电致变色玻璃12两端的电压值来控制其光照强度，电源开关按钮则可直接控制电源的开关。
本装置的优点在于：
(1)可以整体或分段调节温室大棚1内部红、蓝光波的辐射比率和辐射强度，满足植物在不同阶段的生长发育对光质的需求，促进植物生长发育；
(2)可以同时控制光照强度，避免强光照对于阴生和半阴生植物的伤害，也能快速有效的隔热降温，也省去了安装遮荫网等遮光设施，精简了温室大棚1的结构；
(3)通过控制系统21上的电源开关按钮、光照强度调节按钮便可对光照进行调节，通过液晶显示器对温室大棚1内现有光照进行监测，方便有效。
实施例2
本实施例的技术方案与实施例1基本相同，如图4-5所示，其不同之处在于：温室大棚1内还设有反光装置14、组培架4和无菌送风装置15；反光装置14悬挂于温室大棚1的棚顶，可对温室大棚1内的光照进行全面的反光，反光装置14具体为多组并列而设的成串反光球141，各组成串反光球141之间交错而设，反光更均匀；组培架4用于植物的放置，位于温室大棚1底面之上，且设置于反光装置14之间，使组培架上的植物能充分吸收光照；无菌送风装置15具体为两个，分别设于温室大棚1的对角，该装置运行时可形成对流空气；此外，因无菌送风装置15上还设有初效过滤板和高效过滤板(图中未标示)，即两个具有不同过滤孔径的过滤板，使得温室大棚1内对流空气表现为无菌对流空气。
本装置的优点在于：在温室大棚1内还加设反光装置14、组培架4和无菌送风装置15，将实施例1的装置改造成了一个自然光源组培室，其中的成串反光球141的设计更是使整个自然光源组培室内的光照更充分、均匀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，包括温室大棚和光照调控系统；所述温室大棚的棚顶及四周设有电致变色玻璃，电致变色玻璃的控制端连接至光照调控系统；所述光照调控系统包括控制系统和光敏传感器，控制系统上设有电源输出端和数据采集端，控制系统分别通过电源输出端、数据采集端与电致变色玻璃、光敏传感器相连；
所述电致变色玻璃的表面设有变色涂料层，所述变色涂料层具体为两种相间而设的变色涂料层，分别为红色变色涂料层、蓝色变色涂料层。
2.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述变色涂料层包括变色载体层和镶嵌于其内部的呈色物质层，其中，变色载体层为石墨烯制载体层或纳米碳制载体层，呈色物质层为金属盐层。
3.根据权利要求2所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述红色变色涂料层的金属盐层具体为酞菁红金属盐层，蓝色变色涂料层的金属盐层具体为紫罗精金属盐层或酞菁蓝金属盐层。
4.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述红色变色涂料层、蓝色变色涂料层呈格子状或条状相间设置于电致变色玻璃的表面。
5.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述温室大棚内还设有反光装置和组培架；所述反光装置悬挂于温室大棚的棚顶，具体为多组并列而设的成串反光球，各组成串反光球之间交错而设；所述组培架位于温室大棚底面之上，且设置于反光装置之间。
6.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述温室大棚内还设有无菌送风装置；所述无菌送风装置至少为两个，分别设于温室大棚的对角处，无菌送风装置上还设有初效过滤板和高效过滤板；所述初效过滤板和高效过滤板具体为两个具有不同过滤孔径的过滤板。
7.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述光照调控系统还包括蓄电池，蓄电池通过导线与控制系统的电源输入端相连。
8.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述光敏传感器设置于温室大棚的四周及植株旁，与控制系统的数据采集端相连。
9.根据权利要求1所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述控制系统上设有液晶显示器、光照强度调节按钮和电源开关按钮。
10.根据权利要求1-9任一所述的基于电致变色玻璃的智能温室大棚，其特征在于，所述温室大棚内还设有控制室，控制室内设有控制系统。
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