CN111357458B - 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法 - Google Patents

一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111357458B
CN111357458B CN202010356688.2A CN202010356688A CN111357458B CN 111357458 B CN111357458 B CN 111357458B CN 202010356688 A CN202010356688 A CN 202010356688A CN 111357458 B CN111357458 B CN 111357458B
Authority
CN
China
Prior art keywords
irrigation
fertilization
water
greenhouse
fertilizer
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202010356688.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111357458A (zh
Inventor
邓博团
李鑫
田江涛
李攀
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.)
Xian University of Science and Technology
Original Assignee
Xian University of Science and Technology
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 Xian University of Science and Technology filed Critical Xian University of Science and Technology
Priority to CN202010356688.2A priority Critical patent/CN111357458B/zh
Publication of CN111357458A publication Critical patent/CN111357458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111357458B publication Critical patent/CN111357458B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/14Greenhouses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00Methods of fertilising, sowing or planting
    • A01C21/005Following a specific plan, e.g. pattern
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C23/00Distributing devices specially adapted for liquid manure or other fertilising liquid, including ammonia, e.g. transport tanks or sprinkling wagons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/22Shades or blinds for greenhouses, or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/246Air-conditioning systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
    • A01G9/247Watering arrangements
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D27/00Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
    • G05D27/02Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/25Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法,包括温室大棚主体和智能灌溉系统,温室大棚包括大棚骨架、外遮阳装置和内遮阳装置,智能灌溉系统包括信息采集模块、中央控制模块、水肥一体化微灌施肥模块和反馈模块,与大棚配合使用,利用信息采集模块用于对土壤墒情和肥力进行采集;中央控制模块包括温室控制器和区块控制柜,温室控制器内置数据库,对信息处理,生成光照时间和灌溉施肥命令,发送到区块控制柜,区块控制柜将命令转化后发送到外遮阳装置和微灌施肥装置,进行工作;反馈模块实时检测光照和浇灌施肥情况,自动开关外遮阳装置和微灌施肥装置;本智能灌溉系统为植物提供理想的生长环境,具有改善温室气候、增加产量的优点。

Description

一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法
技术领域
本发明涉及大棚设计和园林灌溉技术领域,具体涉及一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法。
背景技术
随着种植业的发展,温室大棚种植已经越来越普遍,温室大棚种植已经在农业种植中占了很大一部分!随着这几年农业种植的快速发展,智能温室大棚控制系统,也受到越来越多种植者的关注;
而如今随着智能温室大棚的规模越来越大,数量越来越多,种植的植物也越来越多元化,那么随之管理难度也就会变大,因此如果要总览各个智能温室大棚的环境以及作物生长情况,对分散的温室大棚进行综合型的远程监测和控制难度很高;
目前没有一个可以系统可以同时实现环境监控和温室智能监控,在植物生长过程中,不能很好地对植物的生长环境进行监控和调控,不利于农业种植效益的提高。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明旨在提供一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法,包括侧窗电动外翻窗装置、湿帘风机降温控制装置、外遮阳装置和水肥一体化智能灌溉系统,通过湿帘风机降温控制装置可以对大棚内进行换气,控制棚体内部温湿度;通过侧窗电动外翻窗装置控制棚体内部通风;通过外遮阳装置控制棚体内部光照时间;同时水肥一体化智能灌溉系统控制棚内种植作物的通风、温湿度和光照时间,同时通过预装多种作物生长所需的适宜环境参数,搭建温室智能化软硬件平台,实现对温室中温湿度、湿度、光照、二氧化碳等因子的变化的自动监测和控制,为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用,而且本系统可以给温室作物提供更有保障的生长环境,提升温室种植的产量和质量和节约成本。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:
一种智能温室大棚,包括由若干立柱和桁架组成的棚体,所述温室大棚还包括设置在棚体的侧部的侧窗电动外翻窗装置和湿帘风机降温控制装置,设置在棚体的顶部的外遮阳装置,以及设置在棚体内的水肥一体化智能灌溉系统;
湿帘风机降温控制装置包括湿帘降温系统和轴流风机,湿帘降温系统安装在棚体的前侧部,轴流风机安装在棚体的后侧部,通过轴流风机和湿帘水循环系统进行换气,控制棚体内部温湿度;
侧窗电动外翻窗装置设置在棚体后侧部的侧窗上,通过外翻窗减速电机的驱动,实现侧窗的打开和关闭,控制棚体内部通风;
外遮阳装置安装在桁架与外遮阳梁之间,通过外遮阳减速电机带动遮阳幕布移动,控制棚体内部光照时间,所述外遮阳梁包括外遮阳横梁和外遮阳纵梁;
水肥一体化智能灌溉系统安装在棚体内部,通过中央控制模块控制侧窗电动外翻窗装置、湿帘风机降温控制装置和外遮阳装置的开合,控制棚内种植作物的通风、温湿度和光照时间,同时设计基于本系统的水肥一体化微灌、施肥方法。
优选的,所述的湿帘降温系统包括湿帘、湿帘上下压板、轴流风机和湿帘水循环系统,所述湿帘由上到下包括上疏水湿帘和下湿帘,湿帘上下压板安装在湿帘的上下两端;所述湿帘水循环系统包括球阀、第一电磁控制阀、第一水表、第一水泵、第一自动反冲洗过滤器和若干湿帘供水管、湿帘供水分管、回流管、溢流管,第一自动反冲洗过滤器安装在湿帘供水管的进水端与第一水泵的出水端之间,对进入湿帘供水管的水进行过滤,第一水表安装在管道系统的各个支路的管道上,记录该管道上的用水量,控制水管内的径流量,球阀安装在湿帘供水管与湿帘供水分管、湿帘供水管与回流管之间,所述第一电磁控制阀安装在管道系统的各个支路的管道上,第一电磁控制阀的信号输入端与pH/EC控制器连接,控制管道的开合。
优选的,所述的侧窗电动外翻窗装置包括侧窗,侧窗的一侧长边通过翻窗铰座和翻窗铰轴铰接安装在温室边立柱上;所述外窗压条型铝型材外边框的外边缘上设置有顶窗胶条,并且在温室边立柱上对应侧窗活动端的端部位置设置有L形的窗下墙,当侧窗的活动端回收时,恰好可以卡合在L形的窗下墙内,同时为了避免侧窗与温室边立柱的刚性接触,在窗下墙的外表面设置一层外层胶条,对窗下墙与侧窗 的活动端的接触面进行保护;侧窗的另一侧长边的翻窗下沿的侧窗连接座上的轴支撑与外开窗专用齿条的一端连接,外开窗专用齿条与外开窗专用齿轮相互啮合,外开窗专用齿轮安装在外翻窗驱动轴上,外翻窗驱动轴的两端通过开窗轴承座安装在温室边立柱上,且外翻窗驱动轴的动力输入端与外翻窗减速电机的动力输出端连接;所述侧窗包括压条型铝型材外边框,压条型铝型材外边框内安装湿帘。
优选的,所述的外遮阳装置包括支撑组件和运动遮阳组件,支撑组件包括外遮阳立柱、外遮阳纵拉杆、外遮阳横拉杆、外用幕线和幕杆,所述外遮阳纵拉杆和外遮阳横拉杆分别设置在外遮阳横梁和外遮阳纵梁上,外用幕线在外遮阳纵拉杆和外遮阳横拉杆上均有设置;且在外用幕线上滑动连接有遮阳幕布,遮阳幕布的固定端固定设置在外遮阳横梁上,幕杆上设置有卡簧,将遮阳幕布的自由端卡接在幕杆内,形成外遮阳活动幕布系统。
优选的,所述的运动遮阳组件包括安装在遮阳横梁上的外遮阳减速电机,外遮阳减速电机的传动端通过联轴器和顶丝与外遮阳驱动轴连接,外遮阳驱动轴通过焊合接口与A型拉幕齿轮连接,A型拉幕齿轮通过第一螺栓安装在A型齿轮支座上,并与外遮阳专用齿条相互啮合,外遮阳专用齿条的端部通过弹性圆柱销和第二螺栓与拉幕齿条推杆接头,拉幕齿条推杆接头通过推杆导杆连接卡与推杆连接,推杆活动架设在支撑滚轮的上方,且推杆的另一端部与外遮阳活动幕布系统连接;所述推杆的另一端部与幕杆通过T型螺丝连接。
优选的,所述的水肥一体化智能灌溉系统包括信息采集模块、中央控制模块、水肥一体化微灌施肥模块和反馈模块;
信息采集模块包括空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器,空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器分别采集空气和土壤中的湿度、温湿度、光照、二氧化碳等因子的变化,并将采集到的信息传递给中央控制模块;
中央控制模块包括温室控制器和多个区块控制柜,温室控制器根据内置数据库,对信息采集模块发送的信息进行综合化处理,自动生成区块光照、通风时间、温湿度指示和灌溉施肥的指导命令,并发送到相应区块的区块控制柜,区块控制柜将指导命令进行转化,发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块;
水肥一体化微灌施肥模块包括命令接收单元和微灌施肥装置,命令接收单元接收区块控制柜发送的指令,并控制微灌施肥装置对棚内进行浇灌和施肥;
反馈模块包括温湿度传感器、土壤水分送变器和流量变送器,温湿度传感器用于检测温室内的空气温湿度和湿度,土壤水分送变器用于检测土壤含水量,从而控制电磁阀的开合;流量变送器安装在水管内,用于检测各支管的轮灌水量,并与阀门自动控制功能结合;同时将检测到的数据传输回中央控制模块,由中央控制模块统一决策和处理。
优选的,所述的温室控制器内置有上位机软件,上位机软件内储存有不同农作物生长的空气适宜温湿度、土壤适宜温湿度和农作物在不同阶段需要的施肥量数据库和配合使用的温湿度、施肥量转化的算法库,根据信息采集模块采集到的不同信息,调用相应算法进行计算;所述的区块控制柜的数据输入端与温室控制器的数据输出端相连,区块控制柜内置分路控制器,分路控制器对温室控制器的指导命令进行二次校核,并将其转化成光照、通气时间、温湿度指标和灌溉用水量和施肥量等数据,并发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块,控制湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和微灌-施肥装置进行控制光照、通风时间、灌溉和施肥工作。
优选的,所述的微灌施肥装置包括pH/EC控制器、灌溉单元和施肥控制单元,pH/EC控制器的数据输入端与的区块控制柜的数据输出端连接, pH/EC控制器的控制输出端分别与施肥控制单元、灌溉单元分和湿帘风机降温控制装置连接,控制灌溉施肥和大棚内温湿度与换气。
优选的,所述的施肥控制单元包括施肥罐和第三电磁阀,施肥罐与灌溉单元通过微灌施肥管道连接,第三电磁阀安装在微灌施肥管道上;所述灌溉单元包括第二水泵、第二自动反冲洗过滤器、手动三通阀和埋设在大棚土壤内的施肥微灌管道系统,第二水泵安装在管道末端,提供灌溉和施肥用水,第二自动反冲洗过滤器和手动三通阀均安装在微灌施肥管道上,且第二自动反冲洗过滤器安装在手动三通阀的安装位置与第二水泵之间的管道上;所述施肥微灌管道系统包括微灌施肥总管道、微灌施肥支路管道和若干三通电磁阀、四通电磁阀、微灌施肥喷头,微灌施肥总管道的输入端与第二水泵灌溉用水的输出端连接,第二自动反冲洗过滤器和手动三通阀均安装在微灌施肥总管道上,微灌施肥总管道的末端与若干微灌施肥支路管道连接,微灌施肥支路管道的连接处分别安装有三通电磁阀和四通电磁阀,所述微灌施肥喷头安装在微灌施肥支路上。
优选的,所述的基于水肥一体化智能灌溉系统设计水肥一体化微灌、施肥方法的具体设计步骤包括:
步骤一:微灌制度的拟定
一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法用水肥一体化智能灌溉系统根据作物全生育期需水量与降水量的差值确定灌溉定额、灌水次数、灌水间隔时间、每次灌水延续时间和灌水定额,还需考虑土壤墒情、温湿度、设施条件和农业技术措施等,大棚膜下滴灌用水量会比畦灌减少30%~40%,比大水漫灌减少50%以上;
步骤二:施肥制度的拟定
根据作物全生育期需肥总量与土壤中养分含量的差值来确定实际施肥量、每次施肥量、施肥次数、施肥时期和肥料品种,同时作物的需肥特性、肥料利用率、目标产量、施肥方式也是决定施肥制度拟定的因素,微灌施肥通常比习惯施肥减少30%~50% 的肥料用量;
步骤三:微灌和施肥制度的拟合
按照作物拟定的微灌制度将肥料同微灌的灌水时间和次数进行合理分配,原则就是肥随水走、分阶段拟合;注入肥液浓度一般为0.1%-0.8%,操作上还要注意,要先走水15-20min左右,再注入配好的肥料溶液,微灌施肥结束后需用不含肥的水清洗清灌管道15~30min,防止堵塞出水口;
步骤四:肥料选择
首先必须是全溶性的肥料,溶于水后无沉淀;二是肥料的相溶性要好,搭配使用不会相互作用生成沉淀物;三是施磷肥时尽量通过基肥施入土壤;四是用微量元素时,应选用螯合态微肥,否则与大量元素肥混合使用时易产生沉淀物。
本发明的有益效果是:本发明公开了一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法,与现有技术相比,本发明的改进之处在于:
(1)本发明所设计的智能温室大棚设置有湿帘风机降温控制装置,包括湿帘降温系统和轴流风机,使用时,将湿帘降温系统和轴流风机配合使用,通过轴流风机和湿帘水循环系统进行换气,控制棚体内部温湿度,为作物提供良好的生长环境;
(2)本发明设计的智能温室大棚设置有侧窗电动外翻窗装置,根据驱动命令,通过外翻窗减速电机的驱动,实现侧窗的打开和关闭,控制棚体内部通风,防止烧苗,促进苗木生长,提高产量;
(3)本发明设计的智能温室大棚设置有外遮阳装置,使用时,可以根据光照命令,驱动外遮阳减速电机带动外遮阳活动幕布系统左右移动,控制棚体内部光照时间,保证作物光合作用的时间;
(4)本发明设计了一种适用于本温室大棚的水肥一体化智能灌溉系统对本大棚进行管理,可以保证温室大棚内部保持恒定的环境条件,这对于环境要求比较高的植物来说,能够有效规避由于人为因素而造成生产损失;而且,使用本申请所述的系统管理温室,使得温室内的各项环境更有保障,让作物可以在几乎理想的环境下成长,因此作物的产量和质量与传统温室相比,都有极大的提高,经济效益增长明显;
(5)本发明所述系统不仅可以对单栋温室进行管理,而且可以同时管理多栋温室大棚,完成过去多个人才能够完成的工作,而且工作效果不打折扣,且更优,该系统的使用,可以为植物提供一个理想的生长环境,并能起到减轻人的劳动强度、提高设备利用率、改善温室气候、减少病虫害、增加作物产量等作用。
附图说明
图1为本发明智能温室大棚的侧视图。
图2为本发明智能温室大棚左右方向的剖视图。
图3为本发明智能温室大棚的前视图。
图4为本发明智能温室大棚的后视图。
图5为本发明智能温室大棚前后方向的剖视图。
图6为本发明湿帘水循环系统的结构示意图。
图7为本发明侧窗电动外翻窗装置侧面的剖视图。
图8为本发明侧窗电动外翻窗装置侧面剖视图A处的局部放大图。
图9为本发明侧窗电动外翻窗装置侧面剖视图B处的局部放大图。
图10为本发明侧窗电动外翻窗装置安装图。
图11为本发明智能大棚顶部外遮阳装置安装图。
图12为本发明智能大棚顶部外遮阳装置安装图Ⅴ处的局部放大图。
图13为本发明智能大棚顶部外遮阳装置安装图Ⅵ处的局部放大图。
图14为本发明智能大棚顶部外遮阳装置安装图Ⅶ处的局部放大图。
图15为本发明外遮阳装置安装结构示意图。
图16为本发明智能大棚顶部的局部剖视图。
图17为本发明灌溉单元和施肥控制单元的管道示意图。
图18为本发明水肥一体化智能灌溉系统的结构示意图。
图19为本发明水肥一体化智能灌溉系统左部的局部的放大图。
图20为本发明水肥一体化智能灌溉系统右部的局部的放大图。
其中:1.球阀,2.第一水表,3.第一水泵,4.第一自动反冲洗过滤器,5.湿帘供水管,510.湿帘供水分管,520.回流管,530.微灌施肥总管道,531.微灌施肥支路管道,6.溢流管,7.外遮阳减速电机,8.联轴器,9.顶丝,10.外遮阳驱动轴,11.第一电磁控制阀,110.焊合接口,111.三通电磁阀,112.四通电磁阀,12.A型拉幕齿轮,13.第一螺栓,14.A型齿轮支座,15.外遮阳专用齿条,16.弹性圆柱销,17.第二螺栓,18.拉幕齿条推杆接头,19.推杆导杆连接卡,20.推杆,21.幕杆,22.支撑滚轮,23.卡簧,24.幕布,25.T型螺丝,26.侧窗,261.压条型铝型材外边框,27.翻窗铰座,28.翻窗铰轴,29.温室边立柱,30.外开窗专用齿条,301.第二水泵,31.外开窗专用齿轮,32.外翻窗驱动轴,33.开窗轴承座,34.外翻窗减速电机,35.翻窗下沿,36.顶窗胶条,37.窗下墙,38.外层胶条,39.施肥罐,40.手动三通阀,41.第二自动反冲洗过滤器,42.微灌施肥喷头,43.立柱,431.外遮阳立柱,44.桁架,45.外遮阳横梁,451.外遮阳纵梁,46.外遮阳纵拉杆,47.外遮阳横拉杆,48.外遮阳连接件,49.外遮阳底座,491.天沟托架,50.人字架,501.人字架连接件,502.人字架底脚连接件,51.外用幕线。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
参照附图1-20所示的一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法,包括由若干立柱43和桁架44组成的棚体,所述温室大棚还包括设置在棚体的侧部的侧窗电动外翻窗装置和湿帘风机降温控制装置,设置在棚体的顶部的外遮阳装置,以及设置在棚体内的水肥一体化智能灌溉系统;
湿帘风机降温控制装置包括湿帘降温系统和轴流风机,湿帘降温系统安装在棚体的前侧部,轴流风机安装在棚体的后侧部,通过轴流风机和湿帘水循环系统进行换气,控制棚体内部温湿度;
侧窗电动外翻窗装置设置在棚体后侧部的侧窗上,通过外翻窗减速电机的驱动,实现侧窗的打开和关闭,控制棚体内部通风;
外遮阳装置安装在棚体桁架44与外遮阳梁之间,通过外遮阳减速电机带动遮阳幕布移动,控制棚体内部光照时间,所述外遮阳梁包括外遮阳横梁45和外遮阳纵梁451;
水肥一体化智能灌溉系统安装在棚体内部,通过中央控制模块控制侧窗电动外翻窗装置、湿帘风机降温控制装置和外遮阳装置的开合,控制棚内种植作物的通风、温湿度和光照时间,同时设计基于本系统的水肥一体化微灌、施肥方法。
优选的,所述的湿帘降温系统包括湿帘、湿帘上下压板和湿帘水循环系统,所述湿帘由上到下包括上疏水湿帘和下湿帘,湿帘上下压板安装在湿帘的上下两端;所述湿帘水循环系统包括球阀1、第一电磁控制阀11、第一水表2、第一水泵3、第一自动反冲洗过滤器4和若干湿帘供水管5、湿帘供水分管510、回流管520、溢流管6,第一自动反冲洗过滤器4安装在湿帘供水管5的进水端与第一水泵3的出水端之间,对进入湿帘供水管5的水进行过滤,防止水中携带的泥沙造成湿帘供水管5的堵塞,第一水表2安装在管道系统的各个支路的管道上,记录该管道上的用水量,控制水管内的径流量,球阀1安装在湿帘供水管5与湿帘供水分管510、湿帘供水管5与回流管520之间,控制支路供水管道的断开和联通,所述第一电磁控制阀11安装在管道系统的各个支路的管道上,第一电磁控制阀的信号输入端与pH/EC控制器连接,控制管道的开合,使用时,根据需要对湿帘进行加湿,保证温室内的空气湿度,同时通过轴流风机和湿帘水循环系统进行换气,控制棚体内部温湿度,为作物生长提供一个舒适的环境;
其中:安装时,应注意:1.先安装两端处湿帘,同时安装上部疏水湿帘,再依次安装中间湿帘;2.安装外上夹板时下框架上不安装夹板;3.湿帘供水分管510之间用φ32塑料管卡铆钉固定,管卡间距500mm;4.安装上水管道时,用纱网包好水泵头,将水泵按照图7所示连接管道与湿帘的上水管相连,用p32-25三通引出φ25无孔管作为回流管,水管上接DN20球间,变径三通后接DN25球阀与过滤器,过滤器应水平安装,泄水口向下,其两端使用p32内丝直通,在大框架中部入水口处使用: 32 -25三通,两端入水口处使用φ32-25管套连通φ32管与φ25管;5.安装回水管,将回水接回循环水池,回水管下用管托支撑;6.安装进水管道,用直通管接头将1/2镀锌钢管与浮球阀相连,镀锌钢管与供水管道相连;7.安装端部挡板及湿帘上下压板;8.湿帘安装时,各水泵应独立上水与回水。
优选的,所述的侧窗电动外翻窗装置包括侧窗26,侧窗26的一侧长边通过翻窗铰座27和翻窗铰轴28铰接安装在温室边立柱29上(如图8所示),所述侧窗26可以沿着翻窗铰轴28在翻窗铰座27上左右翻转;所述外窗压条型铝型材外边框261的外边缘上设置有顶窗胶条36,防止侧窗外边框在开合的时候发生刚性接触而产生磨损,并且在温室边立柱29上对应侧窗26活动端的端部位置设置有L形的窗下墙37,当侧窗26 的活动端回收时,恰好可以卡合在L形的窗下墙37内,同时为了避免侧窗26与温室边立柱29的刚性接触,在窗下墙37的外表面设置一层外层胶条38,对窗下墙37于侧窗26 的活动端的接触面进行保护(如图9所示);侧窗26的另一侧长边的翻窗下沿35的侧窗连接座上的轴支撑与外开窗专用齿条30的一端连接,外开窗专用齿条30与外开窗专用齿轮31相互啮合,外开窗专用齿轮31安装在外翻窗驱动轴32上,外翻窗驱动轴32的两端通过开窗轴承座33安装在温室边立柱29上,且外翻窗驱动轴32的动力输入端与外翻窗减速电机34的动力输出端连接;所述侧窗26包括压条型铝型材外边框261,压条型铝型材外边框261内安装湿帘;因此在使用时,外翻窗减速电机34转动带动外翻窗驱动轴32转动,外翻窗驱动轴32转动带动外开窗专用齿轮31转动,通过外开窗专用齿轮31与外开窗专用齿条30之间的啮合力,带动外开窗专用齿条30上下运动,从而达到打开和闭合侧窗26的目的,进而控制温室内的通风和作物的光照时间。
优选的,所述的外遮阳装置包括支撑组件和运动遮阳组件,支撑组件对整个遮阳组件进行支撑,支撑组件包括外遮阳立柱431、外遮阳纵拉杆46、外遮阳横拉杆47、外用幕线51和幕杆21,所述外遮阳纵拉杆46和外遮阳横拉杆47分别设置在外遮阳横梁45和外遮阳纵梁451上,外用幕线51在外遮阳纵拉杆46和外遮阳横拉杆47上均有设置;且在外用幕线51上滑动连接有遮阳幕布24,遮阳幕布24的固定端固定设置在外遮阳横梁45上,幕杆21上设置有卡簧23,将幕布24的自由端卡接在幕杆21内,形成外遮阳活动幕布系统,该外遮阳活动幕布系统可以随着幕杆21的左右移动实现遮阳幕布24的拉直和收缩;所述的运动遮阳组件包括安装在遮阳横梁45上的外遮阳减速电机7,外遮阳减速电机7的传动端通过联轴器8和顶丝9与外遮阳驱动轴10连接,外遮阳驱动轴10通过焊合接口110与A型拉幕齿轮12连接,A型拉幕齿轮12通过第一螺栓13安装在A型齿轮支座14上,并与外遮阳专用齿条15相互啮合,外遮阳专用齿条15的端部通过弹性圆柱销16和第二螺栓17与拉幕齿条推杆接头18,拉幕齿条推杆接头18通过推杆导杆连接卡19与推杆20连接,推杆20活动架设在支撑滚轮22的上方,且推杆20的另一端部与外遮阳活动幕布系统连接;所述推杆20的另一端部与幕杆21通过T型螺丝25连接;使用时,通外遮阳减速电机7带动外遮阳驱动轴10转动,外遮阳驱动轴10转动带动A型拉幕齿轮12转动,通过A型拉幕齿轮12与外遮阳专用齿条15之间的啮合力,带动外遮阳专用齿条15在啮合力的作用下左右移动,带动推杆20左右移动,进而带动幕杆21进行左右移动,达到实现遮阳幕布24的拉直和收缩的目的,进而控制温室内作物的光照时间;
其中:安装时,应注意:
(1)幕线大小定位卡间距0.5米;
(2)齿条间距约4. 0米,最边侧齿条距边柱中心约0.5米;
(3)推拉杆缩口处用12#x25自攻钉连接;
(4)幕杆间用连接板及镀锌螺丝联接;
(5)传动轴间用焊合接头与齿轮座联接;
(6)幕布固定端用绑丝固定在外遮阳横梁上;
(7)幕布活动端用卡簧卡于幕杆中。
优选的,所述的水肥一体化智能灌溉系统包括信息采集模块、中央控制模块、水肥一体化微灌施肥模块和反馈模块;
信息采集模块包括空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器,空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器分别采集空气和土壤中的湿度、温湿度、光照、二氧化碳等因子的变化,并将采集到的信息传递给中央控制模块;
中央控制模块包括温室控制器和多个区块控制柜,温室控制器根据内置数据库,对信息采集模块发送的信息进行综合化处理,自动生成区块光照、通风时间、温湿度指示和灌溉施肥的指导命令,并发送到相应区块的区块控制柜,区块控制柜将指导命令进行转化,发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块;
水肥一体化微灌施肥模块包括命令接收单元和微灌施肥装置,命令接收单元接收区块控制柜发送的指令,并控制微灌施肥装置对棚内进行浇灌和施肥;
反馈模块包括温湿度传感器、土壤水分送变器和流量变送器,温湿度传感器用于检测温室内的空气温湿度和湿度,土壤水分送变器用于检测土壤含水量,从而控制电磁阀的开合;流量变送器安装在水管内,用于检测各支管的轮灌水量,并与阀门自动控制功能结合;同时将检测到的数据传输回中央控制模块,由中央控制模块统一决策和处理;
优选的,所述的温室控制器内置有上位机软件,上位机软件内储存有不同农作物生长的空气适宜温湿度、土壤适宜温湿度和农作物在不同阶段需要的施肥量数据库和配合使用的温湿度、施肥量转化的算法库,根据信息采集模块采集到的不同信息,调用相应算法进行计算;所述的区块控制柜的数据输入端与温室控制器的数据输出端相连,区块控制柜内置分路控制器,分路控制器对温室控制器的指导命令进行二次校核,并将其转化成光照、通气时间、温湿度指标和灌溉用水量和施肥量等数据,并发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块,控制湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和微灌-施肥装置进行控制光照、通风时间、灌溉和施肥工作。
优选的,所述的微灌施肥装置包括pH/EC控制器、灌溉单元和施肥控制单元,pH/EC控制器的数据输入端与的区块控制柜的数据输出端连接, pH/EC控制器的控制输出端分别与施肥控制单元、灌溉单元分和湿帘风机降温控制装置连接,控制灌溉施肥和大棚内温湿度与换气;所述的施肥控制单元包括施肥罐39和第三电磁阀,施肥罐39与灌溉单元通过微灌施肥管道连接,第三电磁阀安装在微灌施肥管道上;所述灌溉单元包括第二水泵301、第二自动反冲洗过滤器41、手动三通阀40和埋设在大棚土壤内的施肥微灌管道系统,第二水泵301安装在管道末端,提供灌溉和施肥用水,第二自动反冲洗过滤器41和手动三通阀40均安装在微灌施肥管道上,且第二自动反冲洗过滤器41安装在手动三通阀40的安装位置与第二水泵301之间的管道上;所述施肥微灌管道系统包括微灌施肥总管道530、微灌施肥支路管道531和若干三通电磁阀111、四通电磁阀112、微灌施肥喷头42,微灌施肥总管道530的输入端与第二水泵301灌溉用水的输出端连接,第二自动反冲洗过滤器41和手动三通阀40均安装在微灌施肥总管道530上,微灌施肥总管道530的末端与若干微灌施肥支路管道531连接,微灌施肥支路管道的连接处分别安装有三通电磁阀111和四通电磁阀112,所述微灌施肥喷头42安装在微灌施肥支路531上;为保证施肥罐39的化肥能与第二水泵301中出来的水在微灌施肥总管道530内充分混合,保证肥液肥力,将施肥罐39与微灌施肥总管道530混合处的管道设计成U形管道;同时,在微灌施肥总管道530和微灌施肥支路531上设置有若干第二水表,对各支路上的微灌水量进行计量,计量各支路上的微灌用水量和施肥量;且在施肥微灌管道系统管道中设置多个三通电磁阀111和四通电磁阀112,在进行微灌施肥时,可以根据需要进行分区灌溉,实现智能化微灌施肥。
优选的,所述的中央控制模块还包括GPRS子模块,通过GPRS子模块实现数据的共享和系统的远程控制。
优选的,所述的基于水肥一体化智能灌溉系统设计水肥一体化微灌、施肥方法的具体设计步骤包括:
步骤一:微灌制度的拟定
根据作物全生育期需水量与降水量的差值确定灌溉定额、灌水次数、灌水间隔时间、每次灌水延续时间和灌水定额等,还需考虑土壤墒情、温度、设施条件和农业技术措施等,大棚膜下滴灌用水量会比畦灌减少30%~40%,比大水漫灌减少50%以上;
步骤二:施肥制度的拟定
根据作物全生育期需肥总量与土壤中养分含量的差值来确定实际施肥量、每次施肥量、施肥次数、施肥时期和肥料品种,同时作物的需肥特性、肥料利用率、目标产量、施肥方式也是决定施肥制度拟定的因素,微灌施肥通常比习惯施肥减少30%~50% 的肥料用量;
步骤三: 微灌和施肥制度的拟合
按照作物拟定的微灌制度将肥料同微灌的灌水时间和次数进行合理分配,主要原则就是肥随水走、分阶段拟合;注入肥液浓度一般为0.1%-0.8%,操作上还要注意,要先走水15-20min左右,再注入配好的肥料溶液,微灌施肥结束后需用不含肥的水清洗清灌管道15~30min,防止堵塞出水口;
步骤四:肥料选择
智能微灌系统的滴灌管出水口很小,非常容易被各种微小的杂质堵塞,影响到微灌施肥的效果,为此肥料的选择注意以下几个方面:首先必须是全溶性的肥料,溶于水后无沉淀;二是肥料的相溶性要好,搭配使用不会相互作用生成沉淀物;三是施磷肥时尽量通过基肥施入土壤;四是用微量元素时,应选用螯合态微肥,否则与大量元素肥混合使用时易产生沉淀物;在市场上常用的溶解性好的普通肥料有尿素、硝酸铵、硫酸铵、硝酸钙、硝酸钾、磷酸、磷酸二氢钾、磷酸一铵(工业级)、氯化钾等,或选用微灌专用固体肥料。
所述水肥一体化微灌施肥系统具有以下功能:
(1)用水量控制管理
通过出口流量监测作为本区域内用水总量计量,通过每个支管压力传感采集数据实时计算各支管的轮灌水量,与阀门自动控制功能结合,实现每一个阀门控制单元的用水量统计。同时第一水泵引入流量控制,当超过用水总量将通过远程控制,限制区域用水。
(2)运行状态实时监控
通过水位和视频监控能够实时监测滴灌系统水源状况,及时发布缺水预警;通过第一水泵电流和电压监测、出水口压力和流量监测、管网分干管流量和压力监测,能够及时发现滴灌系统爆管、漏水、低压运行等不合理灌溉事件,及时通知系统维护人员,保障滴灌系统高效运行。
(3)阀门自动控制功能
通过对农田土壤墒情信息、小气候信息和作物长势信息的实时监测,采用无线或有线技术,实现阀门的遥控启闭和定时轮灌启闭。根据采集到的信息,结合当地作物的需水和灌溉轮灌情况制定自动开启第一水泵、阀门,实现无人职守自动灌溉,分片控制,预防人为误操作。
(4)运维管理功能
包括系统维护、状态监测和系统运行的现场管理;实现区域用水量计量管理、旱情和灌溉预报专家决策、信息发布等功能的远程决策管理;以及对用水、耗电、灌水量、维护、材料消耗等进行统计和成本核算,对灌溉设施设备生成定期维护计划,记录维护情况,实现灌溉工程的精细化维护运行管理。
节水灌溉自动化控制系统能够充分发挥现有的节水设备作用,优化调度,提高效益,通过自动控制技术的应用,更加节水节能,降低灌溉成本,提高灌溉质量,将使灌溉更加科学、方便,提高管理水平。
本发明所述的一种温室大棚用水肥一体化智能灌溉系统的应用范围:该系统适合在已建成设施农业基地或符合建设微灌设施要求的地方应用,要有固定水源且水质良好,如水库、蓄水池、地下水、河渠水等。比较适合用于经济价值较高的蔬菜和果树等作物上。
本发明所述的一种温室大棚用水肥一体化智能灌溉系统的功能特点:
(1)预测性:通过对气候参数的分析,可以预测控制设备的运行情况,提高设备的利用率,降低能耗;
(2)强大的扩展功能:通过选用不同的外围设备,控制温室环境及灌溉、施肥等;
(3)完善的资料处理功能:通过上位机软件,可以不间断地记录各种传感器的信息以及各种控制设备的动作记录等;
(4)远程监控功能:即使工作人员不在现场,也可以通过远程监控系统对温室内的设备参数进行监视和控制;
(5)数据联网功能:通过GPRS子模块,可将各种数据联入局域网,真正实现数据共享。
本发明所述的水肥一体化智能灌溉系统的工作原理:
本发明将温室大棚系统与水肥一体化智能灌溉系统相结合,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,节水节肥、省力省时、提高产量;
自动化控制过程:
步骤一:空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器采集分别采集空气和土壤中的湿度、温度、光照、二氧化碳等因子的变化,并将采集到的信息传递给温室控制器;
步骤二:温室控制器接收到空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器传递来的信息后,利用上位机软件内储存的施肥量数据库和算法库,根据不同的信息,调用算法库中相应算法对其进行计算,计算出各个片区的总的灌溉水量和肥料施量,并将日照时间、灌溉水量和肥料施量对应到不同的区块控制柜;
步骤三:区块控制柜接收到温室控制器发送来的灌溉水量和肥料施量后,对其准确性进行二次校核,若错误,反馈回温室控制器重新计算,若正确,将其转化成本片区的光照时间、灌溉用水量和施肥量,并将光照时间发送给温室内外遮阳装置、灌溉用水量和施肥量发送给微灌-施肥装置,控制温室内外遮阳装置和微灌-施肥装置进行光合作用、灌溉和施肥工作;
步骤四:温室内外遮阳装置收到命令后,控制
微灌施肥装置接收到命令后,由pH/EC控制器根据命令需要制定灌溉和施肥命令,其命令包括:微灌命令、施肥命令和微灌施肥命令,并根据命令控制灌溉单元、电磁控制单元和施肥控制单元进行灌溉和施肥;
步骤五:在施肥过程中,利用变送器(土壤水分变送器、流量变送器等)实时监测的灌溉状况,当灌区土壤湿度达到预先设定的下限值时,电磁阀可以自动开启,当监测的土壤含水量及液位达到预设的灌水定额后,可以自动关闭电磁阀系统,使用时用户可根据时间段调度整个灌区电磁阀的轮流工作,并手动控制灌溉和采集墒情,整个系统可协调工作实施轮灌,充分提高灌溉用水效率,实现节水、节电,减少劳动强度,降低人力投入成本。
手动控制过程:
使用时,用户通过操作触摸屏对温室控制器进行管控,温室控制器会按照用户设定的配方、灌溉过程参数自动控制灌溉量、吸肥量、肥液浓度、酸碱度等水肥过程中的重要参数,实现对灌溉、施肥的定时、定量控制,节水节肥、省力省时、提高产量,专用于连栋温室、日光温室、温室大棚和大田种植灌溉作业。
实施例1、本发明所述的一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法用在延安核心文化区连栋智能温室大棚项目中的应用情况如下:
一、项目概况:
(1)地理情况:本工程搭建在圣地河谷金延安板块上;
(2)工程概况:本温室顶面采用5mm单层玻璃,四周为5+6+5mm的中空玻璃管,局部采用镀锌钢板雨水集水槽;本项目热源为1t生物质锅炉,为单个整体温室;总建筑面积为1036.8平方米,屋面配制双层保温网,上层网节能率不低于10%,下层网节能率不低于43%;
(3)室外设计参数(如表1所示)
表1:室外设计参数
Figure 196815DEST_PATH_IMAGE001
(4)室内设计温度15oC;
二、一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法用水肥一体化智能灌溉系统应用情况,在本温室中,配置有:由空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器组成的信息采集模块;由中央控制模块温室控制器和多个区块控制柜组成的中央控制模块;由温室外遮阳组件、外翻窗系统安装组件和湿帘风机降温控制组件组成的温室内外遮阳装置;由命令接收单元和微灌-施肥装置组成的水肥一体化微灌施肥模块;由温湿度传感器、土壤水分送变器和流量变送器组成的反馈模块;
通过在该大棚温室中与常规没有使用本系统的普通大棚中种植相同的蔬菜作为对照实验进行种植;
种植结果表明:
在收成方面,利用本系统种植的蔬菜收成高于其他大棚的同种蔬菜的收成,而且由于蔬菜光合作用得到了有效控制,蔬菜内的有机物含量、蔬菜成色及口感,明显高于普通大棚中种植的蔬菜,而且利用本申请所述系统种植出来的蔬菜在市面上的销售口碑也明显优于其他普通大棚种植出来的蔬菜;
在节约资源方面,同时种植同样的蔬菜,使用本系统及本系统所述方法种植蔬菜的温室大棚相比普通的温室大棚,在节约水资源和化肥资源方面,本系统更加节约水资源和化肥资源。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种智能温室大棚,包括由若干立柱(43)和桁架(44)组成的棚体,其特征在于,所述温室大棚还包括设置在棚体侧部的侧窗电动外翻窗装置和湿帘风机降温控制装置、设置在棚体的顶部的外遮阳装置以及设置在棚体内的水肥一体化智能灌溉系统;
湿帘风机降温控制装置包括湿帘降温系统和轴流风机,湿帘降温系统安装在棚体的前侧部,轴流风机安装在棚体的后侧部,通过轴流风机和湿帘水循环系统进行换气,控制棚体内部温湿度;
侧窗电动外翻窗装置设置在棚体后侧部的侧窗上,通过外翻窗减速电机的驱动,实现侧窗的打开和关闭,控制棚体内部通风;
外遮阳装置安装在桁架(44)与外遮阳梁之间,通过外遮阳减速电机带动遮阳幕布移动,控制棚体内部光照时间,所述外遮阳梁包括外遮阳横梁(45)和外遮阳纵梁(451);
水肥一体化智能灌溉系统安装在棚体内部,通过中央控制模块控制侧窗电动外翻窗装置、湿帘风机降温控制装置和外遮阳装置的开合,控制棚内种植作物的通风、温湿度和光照时间;
所述的湿帘降温系统包括湿帘、湿帘上下压板和湿帘水循环系统,所述湿帘由上到下包括上疏水湿帘和下湿帘,湿帘上下压板安装在湿帘的上下两端;所述湿帘水循环系统包括球阀(1)、第一电磁控制阀(11)、第一水表(2)、第一水泵(3)、第一自动反冲洗过滤器(4)和若干湿帘供水管(5)、湿帘供水分管(510)、回流管(520)、溢流管(6),第一自动反冲洗过滤器(4)安装在湿帘供水管(5)的进水端与第一水泵(3)的出水端之间,对进入湿帘供水管(5)的水进行过滤,第一水表(2)安装在管道系统的各个支路的管道上,记录该管道上的用水量,控制水管内的径流量,球阀(1)安装在湿帘供水管(5)与湿帘供水分管(510)、湿帘供水管(5)与回流管(520)之间,所述第一电磁控制阀(11)安装在管道系统的各个支路的管道上,第一电磁控制阀的信号输入端与pH/EC控制器连接,控制管道的开合;
所述的侧窗电动外翻窗装置包括侧窗(26),侧窗(26)的一侧长边通过翻窗铰座(27)和翻窗铰轴(28)铰接安装在温室边立柱(29)上;所述侧窗(26)包括压条型铝型材外边框(261),压条型铝型材外边框(261)内安装湿帘,所述压条型铝型材外边框(261)的外边缘上设置有顶窗胶条(36),并且在温室边立柱(29)上对应侧窗(26)活动端的端部位置设置有L形的窗下墙(37),当侧窗(26)的活动端回收时,恰好可以卡合在L形的窗下墙(37)内,同时在窗下墙(37)的外表面设置一层外层胶条(38),对窗下墙(37)与侧窗(26)活动端的接触面进行保护;侧窗(26)的另一侧长边的翻窗下沿(35)的侧窗连接座上的轴支撑与外开窗专用齿条(30)的一端连接,外开窗专用齿条(30)与外开窗专用齿轮(31)相互啮合,外开窗专用齿轮(31)安装在外翻窗驱动轴(32)上,外翻窗驱动轴(32)的两端通过开窗轴承座(33)安装在温室边立柱(29)上,且外翻窗驱动轴(32)的动力输入端与外翻窗减速电机(34)的动力输出端连接;
所述的外遮阳装置包括支撑组件和运动遮阳组件,支撑组件包括外遮阳立柱(431)、外遮阳纵拉杆(46)、外遮阳横拉杆(47)、外用幕线(51)和幕杆(21),所述外遮阳纵拉杆(46)和外遮阳横拉杆(47)分别设置在外遮阳横梁(45)和外遮阳纵梁(451)上,外用幕线(51)在外遮阳纵拉杆(46)和外遮阳横拉杆(47)上均有设置;且在外用幕线(51)上滑动连接有遮阳幕布(24),遮阳幕布(24)的固定端固定设置在外遮阳横梁(45)上,幕杆(21)上设置有卡簧(23),将遮阳幕布(24)的自由端卡接在幕杆(21)内,形成外遮阳活动幕布系统;
所述的运动遮阳组件包括安装在外 遮阳横梁(45)上的外遮阳减速电机(7),外遮阳减速电机(7)的传动端通过联轴器(8)和顶丝(9)与外遮阳驱动轴(10)连接,外遮阳驱动轴(10)通过焊合接口(110)与A型拉幕齿轮(12)连接,A型拉幕齿轮(12)通过第一螺栓(13)安装在A型齿轮支座(14)上,并与外遮阳专用齿条(15)相互啮合,外遮阳专用齿条(15)的端部通过弹性圆柱销(16)和第二螺栓(17)与拉幕齿条推杆接头(18),拉幕齿条推杆接头(18)通过推杆导杆连接卡(19)与推杆(20)连接,推杆(20)活动架设在支撑滚轮(22)的上方,且推杆(20)的另一端部与外遮阳活动幕布系统连接;所述推杆(20)的另一端部与幕杆(21)通过T型螺丝(25)连接;
所述的水肥一体化智能灌溉系统包括信息采集模块、中央控制模块、水肥一体化微灌施肥模块和反馈模块;
信息采集模块包括空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器,空气温湿度传感器和土壤温湿度传感器分别采集空气和土壤中的湿度、温湿度、光照、二氧化碳等因子的变化,并将采集到的信息传递给中央控制模块;
中央控制模块包括温室控制器和多个区块控制柜,温室控制器根据内置数据库,对信息采集模块发送的信息进行综合化处理,自动生成区块光照、通风时间、温湿度指示和灌溉施肥的指导命令,并发送到相应区块的区块控制柜,区块控制柜将指导命令进行转化,发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块;
水肥一体化微灌施肥模块包括命令接收单元和微灌施肥装置,命令接收单元接收区块控制柜发送的指令,并控制微灌施肥装置对棚内进行浇灌和施肥;
反馈模块包括温湿度传感器、土壤水分送变器和流量变送器,温湿度传感器用于检测温室内的空气温湿度和湿度,土壤水分送变器用于检测土壤含水量,从而控制电磁阀的开合;流量变送器安装在水管内,用于检测各支管的轮灌水量,并与阀门自动控制功能结合;同时将检测到的数据传输回中央控制模块,由中央控制模块统一决策和处理;
所述的温室控制器内置有上位机软件,上位机软件内储存有不同农作物生长的空气适宜温湿度、土壤适宜温湿度和农作物在不同阶段需要的施肥量数据库和配合使用的温湿度、施肥量转化的算法库,根据信息采集模块采集到的不同信息,调用相应算法进行计算;所述的区块控制柜的数据输入端与温室控制器的数据输出端相连,区块控制柜内置分路控制器,分路控制器对温室控制器的指导命令进行二次校核,并将其转化成光照、通气时间、温湿度指标和灌溉用水量和施肥量等数据,并发送给湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和水肥一体化微灌施肥模块,控制湿帘风机降温控制装置、侧窗电动外翻窗装置、外遮阳装置和微灌-施肥装置进行控制光照、通风时间、灌溉和施肥工作;
所述的微灌施肥装置包括pH/EC控制器、灌溉单元和施肥控制单元,pH/EC控制器的数据输入端与的区块控制柜的数据输出端连接, pH/EC控制器的控制输出端分别与施肥控制单元、灌溉单元分和湿帘风机降温控制装置连接,控制灌溉施肥和大棚内温湿度与换气;
所述的施肥控制单元包括施肥罐(39)和第三电磁阀,施肥罐(39)与灌溉单元通过微灌施肥管道连接,第三电磁阀安装在微灌施肥管道上;所述灌溉单元包括第二水泵(301)、第二自动反冲洗过滤器(41)、手动三通阀(40)和埋设在大棚土壤内的施肥微灌管道系统,第二水泵(301)安装在管道末端,提供灌溉和施肥用水,第二自动反冲洗过滤器(41)和手动三通阀(40)均安装在微灌施肥管道上,且第二自动反冲洗过滤器(41)安装在手动三通阀(40)的安装位置与第二水泵(301)之间的管道上;所述施肥微灌管道系统包括微灌施肥总管道(530)、微灌施肥支路管道(531)和若干三通电磁阀(111)、四通电磁阀(112)、微灌施肥喷头(42),微灌施肥总管道(530)的输入端与第二水泵(301)灌溉用水的输出端连接,第二自动反冲洗过滤器(41)和手动三通阀(40)均安装在微灌施肥总管道(530)上,微灌施肥总管道(530)的末端与若干微灌施肥支路管道(531)连接,微灌施肥支路管道的连接处分别安装有三通电磁阀(111)和四通电磁阀(112),所述微灌施肥喷头(42)安装在微灌施肥支路管道(531)上。
2.根据权利要求1所述的一种智能温室大棚的灌溉系统的灌溉方法,其特征在于,所述的灌溉方法的具体设计步骤包括:
步骤一:微灌制度的拟定
一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法用水肥一体化智能灌溉系统根据作物全生育期需水量与降水量的差值确定灌溉定额、灌水次数、灌水间隔时间、每次灌水延续时间和灌水定额,还需考虑土壤墒情、温湿度、设施条件和农业技术措施等,大棚膜下滴灌用水量会比畦灌减少30%~40%,比大水漫灌减少50%以上;
步骤二:施肥制度的拟定
根据作物全生育期需肥总量与土壤中养分含量的差值来确定实际施肥量、每次施肥量、施肥次数、施肥时期和肥料品种,同时作物的需肥特性、肥料利用率、目标产量、施肥方式也是决定施肥制度拟定的因素,微灌施肥通常比习惯施肥减少30%~50%的肥料用量;
步骤三:微灌和施肥制度的拟合
按照作物拟定的微灌制度将肥料同微灌的灌水时间和次数进行合理分配,原则就是肥随水走、分阶段拟合;注入肥液浓度一般为0.1%-0.8%,操作上还要注意,要先走水15-20min左右,再注入配好的肥料溶液,微灌施肥结束后需用不含肥的水清洗清灌管道15~30min,防止堵塞出水口;
步骤四:肥料选择
首先必须是全溶性的肥料,溶于水后无沉淀;二是肥料的相溶性要好,搭配使用不会相互作用生成沉淀物;三是施磷肥时尽量通过基肥施入土壤;四是用微量元素时,应选用螯合态微肥,否则与大量元素肥混合使用时易产生沉淀物。
CN202010356688.2A 2020-04-29 2020-04-29 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法 Expired - Fee Related CN111357458B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010356688.2A CN111357458B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010356688.2A CN111357458B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111357458A CN111357458A (zh) 2020-07-03
CN111357458B true CN111357458B (zh) 2022-05-03

Family

ID=71199697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010356688.2A Expired - Fee Related CN111357458B (zh) 2020-04-29 2020-04-29 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111357458B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112021047A (zh) * 2020-09-30 2020-12-04 扬州大学广陵学院 一种温室水肥一体化智能灌溉管控装置
CN112243766A (zh) * 2020-10-21 2021-01-22 重庆工程职业技术学院 一种基于计算机技术的室温控制设备
CN115754233A (zh) * 2022-11-10 2023-03-07 郑州辰霖生物科技有限公司 一种烟草土壤微生物培养监控系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205427579U (zh) * 2016-03-22 2016-08-03 昆明红园宝玉绿化有限公司 智能灌溉水肥一体化装置
CN106054987A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 徐州牧悠园农业科技有限公司 温室自动控制系统
CN109168535A (zh) * 2018-09-21 2019-01-11 山东省农业机械科学研究院 一种基于物联网的水肥药精准施用系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3337310B1 (de) * 2015-08-17 2020-11-11 Thomas Amminger Anlage zum kultivieren von pflanzen

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205427579U (zh) * 2016-03-22 2016-08-03 昆明红园宝玉绿化有限公司 智能灌溉水肥一体化装置
CN106054987A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 徐州牧悠园农业科技有限公司 温室自动控制系统
CN109168535A (zh) * 2018-09-21 2019-01-11 山东省农业机械科学研究院 一种基于物联网的水肥药精准施用系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
水肥一体化技术;刘绍锋 等;《山东农机化》;20181031;第40卷(第5期);第47-49页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111357458A (zh) 2020-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111357458B (zh) 一种智能温室大棚及其灌溉系统的灌溉方法
CN208999817U (zh) 一种基于物联网的施肥与灌溉一体化控制系统
CN106342597A (zh) 一种多功能水肥一体化灌溉系统
CN206227188U (zh) 一种多功能水肥一体化灌溉系统
CN206005272U (zh) 一种可移动的菌菇与蔬菜培养装置
CN211745334U (zh) 设施温室节水灌溉施肥及环境控制一体化系统
CN105724118A (zh) 用于温室栽培的补给系统
CN108432506A (zh) 一种半封闭植物工厂
JP2005117999A (ja) 全自動植物栽培制御装置
CN211745617U (zh) 一种绿色建筑植被智能养护装置
CN207235691U (zh) 一种农田灌溉系统
CN216906126U (zh) 用于边防和野外站点的农作物种植方舱及电力供给、淋雨式灌溉和出风除湿系统
CN214178307U (zh) 一种小型温室灌溉及环境控制实验平台
CN212138726U (zh) 自动浇水装置
CN211718280U (zh) 灌排系统
CN211153010U (zh) 一种农业大棚种植自动灌溉装置
CN208434427U (zh) 一种半封闭植物工厂
CN111642283B (zh) 单层智能化植物工厂
CN212464277U (zh) 一种农业种植用节水灌溉大棚
CN208940615U (zh) 用于基质栽培的轻简式智能灌溉施肥机
CN208768438U (zh) 一种定量施肥系统
CN209882739U (zh) 一种基于NB-loT无线网络的智能灌溉控制系统
CN208159268U (zh) 一种智能水肥一体机
CN111213519A (zh) 一种绿色建筑植被智能养护装置
CN220897357U (zh) 一种柑橘大棚自动生态维护设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220503

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee