CN108012725A - 一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,包括:用于接收和发出命令的控制的控制器;用于测量大棚内气温和湿度的检测装置,将检测到的数据传送给控制器;根据控制器发出的命令,除去大棚湿度的除湿装置和维持大棚内温度的温度调节装置;用于自动给大棚内农作物施肥和浇水的施肥浇水装置;所述除湿装置包括安装与大棚内部上侧的空气干燥装置与放风装置;本发明可实时监测农业设施里的气温、地温、空气湿度、土壤湿度、土壤温度、光照强度和二氧化碳浓度等数据,并根据这些数据进行加温控制、自动除湿、自动补光、自动放风和自动施肥等控制,保证设施农业中植物的正常生长条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,属于自动控制技术领域。
背景技术
中国目前设施农业面积约6000万亩左右,冬季的蔬菜大都来自设施农业,设施农业最主要的形式就是我们常见的蔬菜大棚。但是大棚在种植过程中有几个主要的问题:光照、温度、湿度、放风和施肥。湿度是像灰霉病、白粉病等主要真菌和细菌性病害发生的条件,如果能控制住湿度,就能有效的控制住病害的发生,能够大大减少农药和激素的使用和残留。
光照和温度是植物生长的基本条件,由于大棚蔬菜很多是长日照植物,光照需要12小时以上,但是由于冬季光照时间本来就不足,再加上环境影响造成的雾霾、阴雨雪等越来越严重的影响设施农业的生产。此外,大棚放风和施肥是必须要做的日常事务,但是由于设施农业的从业人员年龄一般在45岁以上,劳动力有限,从业人员老龄化的问题越来越严重的影响到设施农业的生产,能够减少劳动力的智能化的设施农业设备需求越来越迫切。
发明内容
本发明的目的是提供基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,采用物联网电子控制技术,达到为大棚自动除湿加温补光的功能。
本发明采取的技术方案为:
一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,包括:
用于接收和发出命令的控制的控制器;
用于测量大棚内气温和湿度的检测装置,将检测到的数据传送给控制器;
根据控制器发出的命令,除去大棚湿度的除湿装置和维持大棚内温度的温度调节装置;
用于自动给大棚内农作物施肥和浇水的施肥浇水装置;
所述除湿装置包括安装与大棚内部上侧的空气干燥装置与放风装置,所述空气干燥装置包括进风管和出风管,所述出风管和进风管分别与空气干燥机连接,所述进风管上设置至少一个吸风口,所述出风管设置有出风口;当大棚内湿度达到预设阈值,控制器控制空气干燥机开启,吸风口吸进去大棚内的空气,空气经过空气干燥机,空气干燥机将空气干燥之后,通过出风管经出风口排除;
所述放风装置包括位于大棚相对两侧的放风口和放风机,放风机通过放风机传动构件控制放风口的大小或关闭;
所述控制器还与位于大棚外部的空气湿度和温度的检测装置连接,用于检测大棚外部空气的温度和湿度;
当大棚外部空气的温度高于大棚内温度,且外部空气的湿度大于大棚内湿度时,此时控制器只控制空气干燥机启动,降低大棚内的湿度;当大棚内外部空气的温度与大棚内部的温度相当,但是大棚内的湿度大于外部空气的湿度,此时控制器控制空气干燥机和放风机同时启动,空气干燥机加快干燥大棚内的空气,同时放风机启动,加速大棚内的空气流动,加快降低大棚内湿度的速度,同时还有利于大棚内的空气保持新鲜;当外部空气的温度和湿度与大棚内的温度和湿度一致时,此时控制器可以控制放风机启动,使大棚内的空气加速流动,保持大棚内空气的新鲜度;
所述施肥浇水装置包括设于大棚顶部的滑轨,所述滑轨上设置有电控车,电控车的车轮能够沿滑轨运动,所述电控车受控制器控制,所述电控车内设置有储肥箱和储水箱,所述储肥箱上连接有吸肥管,储水箱上连接有吸水管;储肥箱与大棚内的滴灌系统连接;所述储肥箱与储水箱之间通过水管连通,水管上设置有水泵;当需要给大棚内的植物施肥时,将吸肥管放入提前准备好的肥料中,将肥料吸入储肥箱,将吸水管与水龙头连接,将水储存在储水箱内,打开水泵,将储水箱内的水流入储肥箱内,肥料溶于水之后,制成一定浓度的肥料水,通过大棚内的滴灌系统给大棚内的植物进行施肥。
所述出风管包括主管道和从管道,所述主管道与多个从管道连接;从管道上设置有出风口,所述每两个从管道上的出风口之间设置有固定的距离;便于大棚内的空气能够均匀的被干燥;保证大棚内每一处的湿度保持一致。
所述放风口的数量为多个,且平均分配在大棚的东侧、西侧、南侧和北侧;所述控制器与设置于大棚外侧的风向检测装置连接,并根据风向,选择打开南北方向的放风口或者是东西方向的放风口;有利于大棚内空气的流动,快速更换大棚内的空气。
所述与施肥喷头相连接的管道上设置有电磁阀,可以自由控制施肥的时间,避免肥料的浪费;所述管道为伸缩管,可以对大棚内的植物都可以进行施肥。
所述温度调节装置为小型空调,可以制热也可以制冷,根据控制器发出的命令开启和关闭、制冷和制热;使大棚内的温度保持恒温。
所述控制器还与光照强度检测装置连接,控制器还与安装在大棚内的农用补光灯连接,当光照强度不足时,控制器打开农用补光灯进行补光。
所述控制器还与土壤湿度检测装置和大棚地面温度检测装置连接,根据检测的数据,控制器控制洒水装置对大棚内的植物进行浇水。
所述控制器还与二氧化碳检测装置连接,当大棚内的二氧化碳超出预设值,控制器控制放风机打开放风口,对大棚内的空气进行更换,保持大棚内空气的新鲜。
所述控制器还与语音模块和显示模块连接,各检测装置检测的数值均通过显示模块进行显示;当需要进行某项事务时;语音模块进行语音播报,以尽快完成相关事务,避免影响大棚内的植物生长。
所述显示模块为液晶显示器。
所述控制器内设置有无线通信模块,所述控制器通过无线通信模块与物联网数据后台通信,将相关数据上传到物联网数据后台,到物联网数据后台与移动终端设备连接,达到远程监控大棚内各个事务的目的,同时在物联网数据后台还可以记录每一个大棚内事项的实施人,每天记录大棚内植物的生长状况。
本发明的有益效果:1.本发明可实时监测农业设施里的气温、地温、空气湿度、土壤湿度、土壤温度、光照强度和二氧化碳浓度等数据,并根据这些数据进行加温控制、自动除湿、自动补光、自动放风和自动施肥等控制,保证设施农业中植物的正常生长条件;
2、本发明采用无线通信模块,可以实时将农业设施内的环境数据上传到物联网数据后台,可以使用移动终端访问数据后台的数据,进行对农业设施里的环境数据进行实时监控;
3、本发明具备语音模块和显示模块,可以针对不对的蔬菜结合环境数据、天气情况,进行相应的精准的显示,方便大棚的负责人准确实施相关事务;
4、本发明中采集的设施农业中的数据,经过长期的积累和病害发生条件的量化模型的修正,后期可以为设施农业提供精准的病害预防服务;
5、本发明由于能够记录不同农业设施的蔬菜生长信息,在后台也能够记录每个农业设施的负责人,所以可以基于物联网数据后台的数据,进行食品溯源,不仅能够记录蔬菜的产地、负责人,还能够记录蔬菜生长过程中的全部数据,数据更全面。
附图说明
图1为本发明的控制示意图;
图2为施肥浇水装置示意图;
其中:1.控制器;2.气温检测传感器;3.湿度检测传感器;4.光照测量仪;5.湿度传感器;6.土壤干湿度检测仪;7.二氧化碳检测仪;8.无线通信模块;9.物联网数据后台;10.移动终端设备;11.温度调节装置;12.空气干燥装置;13.农用补光灯;14.放风装置;15.施肥浇水装置;16.液晶显示器;17.语音模块;18.滑轨;19.电控车;20.吸水管;21.水管;22.水泵;23.滴灌系统;24.吸肥管;25.储肥箱;26.储水箱。
具体实施方式
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。下面结合附图与优选实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示,一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,包括:用于接收和发出命令的控制的控制器1,控制器1为单片机或PLC;用于测量大棚内气温和湿度的检测装置,将检测到的数据传送给控制器,用于测量大棚内气温和湿度的检测装置分别为气温检测传感器2和湿度检测传感器3;根据控制器1发出的命令,除去大棚湿度的除湿装置和维持大棚内温度的温度调节装置11,除湿装置包括安装与大棚内部上侧的空气干燥装置12与放风装置14,所述空气干燥装置12包括进风管和出风管,所述出风管和进风管分别与空气干燥机连接,所述进风管上设置至少一个吸风口,所述出风管设置有出风口;当大棚内湿度达到预设阈值,控制器1控制空气干燥机开启,吸风口吸进去大棚内的空气,空气经过空气干燥机,空气干燥机将空气干燥之后,通过出风管经出风口排除,出风管包括主管道和从管道,所述主管道与多个从管道连接;从管道上设置有出风口,每两个从管道上的出风口之间设置有固定的距离;便于大棚内的空气能够均匀的被干燥;保证大棚内每一处的湿度保持一致,放风口的数量为多个,且平均分配在大棚的东侧、西侧、南侧和北侧;所述控制器1与设置于大棚外侧的风向检测装置连接,并根据风向,选择打开南北方向的放风口或者是东西方向的放风口;有利于大棚内空气的流动,快速更换大棚内的空气。
放风装置14包括位于大棚相对两侧的放风口和放风机,放风机通过放风机传动构件控制放风口的大小或关闭;控制器1还与位于大棚外部的空气湿度和温度的检测装置连接,用于检测大棚外部空气的温度和湿度;当大棚外部空气的温度高于大棚内温度,且外部空气的湿度大于大棚内湿度时,此时控制器1只控制空气干燥机启动,降低大棚内的湿度;当大棚内外部空气的温度与大棚内部的温度相当,但是大棚内的湿度大于外部空气的湿度,此时控制器1控制空气干燥机和放风机同时启动,空气干燥机加快干燥大棚内的空气,同时放风机启动,加速大棚内的空气流动,加快降低大棚内湿度的速度,同时还有利于大棚内的空气保持新鲜;当外部空气的温度和湿度与大棚内的温度和湿度一致时,此时控制器可以控制放风机启动,使大棚内的空气加速流动,保持大棚内空气的新鲜度。
温度调节装置11为小型空调,可以制热也可以制冷,根据控制器1发出的命令开启和关闭、制冷和制热;使大棚内的温度保持恒温。
用于自动给大棚内农作物施肥和浇水的施肥浇水装置15,所述施肥浇水装置15包括设于大棚顶部的滑轨18,所述滑轨18上设置有电控车19,电控车19的车轮能够沿滑轨18运动,所述电控车19受控制器1控制,所述电控车19内设置有储肥箱25和储水箱26,所述储肥箱25上连接有吸肥管24;所述储水箱26上连接有吸水管20;储肥箱25与大棚内的滴灌系统连接;所述储肥箱25与储水箱26之间通过水管21连通,水管21上设置有水泵22;当需要给大棚内的植物施肥时,将吸肥管24放入提前准备好的肥料中,将肥料吸入储肥箱25,将吸水管20与水龙头连接,将水储存在储水箱26内,打开水泵22,将储水箱26内的水流入储肥箱25内,肥料溶于水之后,制成一定浓度的肥料水,通过大棚内的滴灌系统23给大棚内的植物进行施肥,滴灌系统23为在建造大棚时,提前布置在大棚地里。
控制器1还与光照强度检测装置连接,控制器1还与安装在大棚内的农用补光灯13连接,当光照强度不足时,控制器1打开农用补光灯13进行补光,光照强度检测装置为光照测量仪4;控制器1还与土壤湿度检测装置和大棚地面温度检测装置连接,根据检测的数据,控制器1控制洒水装置对大棚内的植物进行浇水,土壤湿度检测装置为土壤干湿度检测仪6;地面温度检测装置为温度传感器5;控制器1还与二氧化碳检测装置连接,当大棚内的二氧化碳超出预设值,控制器1控制放风机打开放风口,对大棚内的空气进行更换,保持大棚内空气的新鲜,二氧化碳检测装置为二氧化碳检测仪7。
控制器1还与语音模块17和显示模块连接,各检测装置检测的数值均通过显示模块进行显示;当需要进行某项事务时;语音模块17进行语音播报,以尽快完成相关事务,避免影响大棚内的植物生长,显示模块为液晶显示器16。
控制器1内设置有无线通信模块8,所述控制器1通过无线通信模块8与物联网数据后台9通信,将相关数据上传到物联网数据后台9,所述物联网数据后台9与移动终端设备10连接,达到远程监控大棚内各个事务的目的,同时在物联网数据后台9还可以记录每一个大棚内事项的实施人,每天记录大棚内植物的生长状况。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于物联网的大棚除湿加温补光放风控制装置,其特征在于,包括:
用于接收和发出命令的控制的控制器;
用于测量大棚内气温和湿度的检测装置,将检测到的数据传送给控制器;
根据控制器发出的命令,除去大棚湿度的除湿装置和维持大棚内温度的温度调节装置;
用于自动给大棚内农作物施肥和浇水的施肥浇水装置;
所述除湿装置包括安装与大棚内部上侧的空气干燥装置与放风装置,所述空气干燥装置包括进风管和出风管,所述出风管和进风管分别与空气干燥机连接,所述进风管上设置至少一个吸风口,所述出风管设置有出风口;
所述放风装置包括位于大棚相对两侧的放风口和放风机,放风机通过放风机传动构件控制放风口的大小或关闭;
所述控制器还与位于大棚外部的空气湿度和温度的检测装置连接,用于检测大棚外部空气的温度和湿度;
所述施肥浇水装置包括设于大棚顶部的滑轨,所述滑轨上设置有电控车,电控车的车轮能够沿滑轨运动,所述电控车受控制器控制,所述电控车内设置有储肥箱和储水箱,所述储肥箱上连接有吸肥管,储水箱上连接有吸水管;储肥箱与大棚内的滴灌系统连接;所述储肥箱与储水箱之间通过水管连通,水管上设置有水泵;当需要给大棚内的植物施肥时,将吸肥管放入提前准备好的肥料中,将肥料吸入储肥箱,将吸水管与水龙头连接,将水储存在储水箱内,打开水泵,将储水箱内的水流入储肥箱内,肥料溶于水之后,制成一定浓度的肥料水,通过大棚内的滴灌系统给大棚内的植物进行施肥。
2.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述出风管包括主管道和从管道,所述主管道与多个从管道连接;从管道上设置有出风口,所述每两个从管道上的出风口之间设置有固定的距离。
3.如权利要求2所述的控制装置,其特征在于,所述放风口的数量为多个,且平均分配在大棚的东侧、西侧、南侧和北侧;所述控制器与设置于大棚外侧的风向检测装置连接,并根据风向,选择打开南北方向的放风口或者是东西方向的放风口。
4.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述与施肥喷头相连接的管道上设置有电磁阀,可以自由控制施肥的时间,避免肥料的浪费;所述管道为伸缩管,可以对大棚内的植物都可以进行施肥。
5.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述温度调节装置为小型空调,可以制热也可以制冷。
6.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述控制器还与光照强度检测装置连接,控制器还与安装在大棚内的农用补光灯连接,当光照强度不足时,控制器打开农用补光灯进行补光。
7.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述控制器还与土壤湿度检测装置和大棚地面温度检测装置连接,根据检测的数据,控制器控制洒水装置对大棚内的植物进行浇水。
8.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述控制器还与二氧化碳检测装置连接,当大棚内的二氧化碳超出预设值,控制器控制放风机打开放风口,对大棚内的空气进行更换,保持大棚内空气的新鲜。
9.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述控制器还与语音模块和显示模块连接,各检测装置检测的数值均通过显示模块进行显示;所述显示模块为液晶显示器。
10.如权利要求1所述的控制装置,其特征在于,所述控制器内设置有无线通信模块,所述控制器通过无线通信模块与物联网数据后台通信,将相关数据上传到物联网数据后台,所述物联网数据后台与移动终端设备连接,达到远程监控大棚内各个事务的目的。
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