CN111512853A - 一种基于物联网的生态农业用大棚 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于物联网的生态农业用大棚,包括:大棚本体;大棚本体包括:前墙体以及后墙体;后墙体的下部从内至外设置有蓄水隔层以及与蓄水隔层具有导温性的通风隔层,且大棚本体内部设置有用于加热蓄水隔层内部介质的吸热面;后墙体的上部以及前墙体的内部均设置有与通风隔层连通的通风道,且通风道上间隔设置有朝向大棚本体内部的通气孔。本发明利用后墙富裕的空间,设置蓄水隔层、通风隔层,并安装风机,利用水的清洁、廉价、比热值高,同时加上通风道和通风孔能让大棚本体内气流的循环起来,白天热量蓄积到水里,夜里水将热量释放出来,能让热量均匀、快速、高效地释放到日光温室内,达到提高日光温室基温的目的。

Description

一种基于物联网的生态农业用大棚
技术领域
本发明涉及到生态农业种植技术领域,尤其涉及到一种基于物联网的生态农业用大棚。
背景技术
我国除热带地区的日光温室冬季生产不需要加温外,大部分地区冬季都比较寒冷,有的地区严寒期甚至长达120~200天,要保证种植作物的正常生长和发育,日光温室生产,都必须配置加温,人工补充热量。根据所在地区不同,日光温室加温的时间也长短不一,东北地区加温时间大约需要5~6个月,华北地区需要3~5个月。我国南方地区的连栋日光温室,尤其是花卉生产日光温室和育苗日光温室,冬季生产也需要进行加温或临时加温。为此,近些年,国内的日光温室建造形式发展迅速,为了进一步适应保温节能需要,在普通日光温室的基础上,发展出了许多新形式,如半地下式、地坑式、联体式、山麓式、斜地式、连栋式等,均比普通型日光温室有较好的保温节能性能。另外适当降低普通日光温室的高度和延长后屋面长度,也有明显的保温效果,但有可能会限制了作物的类型。这些改进,其保温原理是减小日光温室地上体积与放热表面积、减少了空气流动对热量散失的影响,变相加厚了墙体;加大了透光面的热进入量,增加保温比,但实现的效果都不理想。
目前国内传统日光温室的墙体,大多数还是用黏土和碎草芥混合+红砖砌筑日光温室墙体。据有关研究,将测温传感器砌入不同的墙体中,发现50cm厚的土墙白天夜间均为吸热体。也有人并把标准墙体由内向外按照温度的变化划分为蓄热层、隔热层、保温层。由物理热阻原理计算,传统的单质土墙厚度达到1.04-2.16m才能收到较理想的保温效果。这样的墙体不仅占用了大量耕地,且建造不便,费工费时。
发明内容
鉴于此,本发明提供了一种基于物联网的生态农业用利用大棚后墙富裕的空间,设置蓄水隔层、通风隔层,并安装风机,使大棚本体的内部气流的循环起来,达到提高日光温室基温的目的。
本发明提供了一种基于物联网的生态农业用大棚,该基于物联网的生态农业用大棚包括:大棚本体;其中,
所述大棚本体包括:前墙体以及后墙体;所述后墙体背向所述前墙体的一面设置有多层的保温结构,所述后墙体的下部从内至外设置有蓄水隔层以及与所述蓄水隔层具有导温性的通风隔层,且所述大棚本体内部设置有用于加热所述蓄水隔层内部介质的吸热面;所述后墙体的上部以及所述前墙体的内部均设置有与所述通风隔层连通的通风道,且所述通风道上间隔设置有朝向所述大棚本体内部的通气孔;
还包括有燃气型的加热机构,所述蓄水隔层内部介质进入所述加热机构的内部循环受热,所述加热机构的气体排放端与所述通风隔层连通。
优选的,所述前墙体和所述后墙体之间设置有拱形架,所述拱形架上铺设有透光层。
优选的,所述大棚本体的顶部通过电动卷帘机连接有用于遮盖所述透光层的保温被。
优选的,所述后墙体的上部与所述拱形架之间的夹角处铺设有反光铝箔饰面。
优选的,每层所述保温结构均包括:位于内层的保温泡沫墙和位于外层的加气混凝土砌块保温墙。
优选的,所述吸热面为高于所述蓄水隔层设定高度的黑色吸热饰面。
优选的,还包括有风扇,所述风扇设置在所述通风道靠近所述通风隔层的位置。
优选的,每个所述通风孔的内部均装配有活性炭棉。
优选的,所述蓄水隔层的内部设置有进水电磁阀和排水电磁阀;所述进水电磁阀连接外界供水源,所述排水电磁阀与所述大棚本体内部的灌溉沟道连通。
优选的,还包括设置在所述大棚本体内部的温度传感器以及设置在所述蓄水隔层内部的水位传感器;还包括有控制器,所述控制器与所述温度传感器以及所述水位传感器信号连接后控制所述风扇、所述排水电磁阀以及所述进水电磁阀。
本发明利用后墙富裕的空间,设置蓄水隔层、通风隔层,并安装风机,利用水的清洁、廉价、比热值高,同时加上通风道和通风孔能让大棚本体内气流的循环起来,白天热量蓄积到水里,夜里水将热量释放出来,能让热量均匀、快速、高效地释放到日光温室内,达到提高日光温室基温的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚的俯视图;
图2是本发明实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚的侧视图;
图3是本发明实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚的左侧透视图;
图4是本发明实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚的右侧透视图;
图5是本发明实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚的部分结构示意图;
图6是图5中A处的放大图。
附图标记:
大棚本体-1、前墙体-2、后墙体-3、拱形架-4、透光层-5、电动卷帘机-6、保温被-7、第一保温泡沫墙-8A、第二保温泡沫墙-8B、第一加气混凝土砌块保温墙-9A、第二加气混凝土砌块保温墙-9B、蓄水隔层-10、通风隔层-11、黑色吸热饰面-12、休息屋-13、后墙通气孔-14、反光铝箔饰面-15、风扇-16、加热机构-17、通风道-18、前墙通风孔-19、进水电磁阀-20、排水电磁阀-21、水位传感器-22。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
首先为了方便理解本申请实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚,首先说明一下其应用场景,本申请实施例中的基于物联网的生态农业用大棚利用后墙富裕的空间,设置蓄水隔层、通风隔层,并安装风机,使大棚本体的内部气流的循环起来,达到提高日光温室基温的目的。
下面结合附图对本申请实施例提供的基于物联网的生态农业用大棚进行说明。
一并参考图1-2,本申请实施例中的基于物联网的生态农业用大棚包括:大棚本体1;该大棚本体1作为本申请实施例中的坐北朝南设置的日光温室,并在大棚本体1的一侧设置有供人工监测的休息室13,在大棚本体1内种植果蔬、花卉等植物;植物在整个生命周期中所发生的一切生物化学作用,都必须在一定的环境温度条件下进行。当植物生命所需要的其他因子都得到基本满足时,在一定的温度范围内,环境温度与植物生长发育成正相关,一般每种植物都对应有一个最低生长温度、最高生长温度和最适宜生长温度。环境温度低于最低生长温度或高于最高生长温度时,植物将停止生长,而环境温度在最适宜时,植物生长发育最快,植物的这个特性简称为生长三基点温度。当环境温度稍微低于最低生长温度或稍微高于最高生长温度时,植物虽然停止生长,但仍然能够存活,只要温度恢复到三基点温度内,植物仍继续生长。从植物生命的角度讲,每种植物还有一个生命极限温度指标,当植物生存环境温度超过这个温度范围时,植物的生命系统遭受到破坏,植物死亡。即使环境温度再恢复到到三基点温度内,植物也不能继续生长。不同种类的植物的生命极限和三基点温度不同,在我国北方大部分地区冬天室外温度较低,不能始终保持在作物生命极限的最低温度之上,因此露地作物不能进行生产。将植物种植在大棚本体1内得到适宜温度后能够有效促进植物生长。
我国除热带地区的大棚本体1冬季生产不需要加温外,大部分地区冬季都比较寒冷,有的地区严寒期甚至长达120~200天,要保证种植作物的正常生长和发育,大棚本体1生产,都必须配置加温,人工补充热量。根据所在地区不同,大棚本体1加温的时间也长短不一,东北地区加温时间大约需要5~6个月,华北地区需要3~5个月。我国南方地区的连栋大棚本体1,尤其是花卉生产大棚本体和育苗大棚本体,为此,冬季生产也需要对大棚本体1进行加温或临时加温。
在具体对大棚本体1进行加温时,如图3以及图4中所示,本发明中的大棚本体1包括:前墙体2以及后墙体3;后墙体3背向前墙体2的一面设置有双层的保温结构。该后墙体3通过设有的双层保温结构能够有效降低后墙厚度,增大大棚本体1内部的种植面积;具体的,该双层的保温结构从内之外依次为连接后墙体3的第一保温泡沫墙8A、第一加气混凝土砌块保温墙9A、第二保温泡沫墙8B、第二加气混凝土砌块保温墙9B;通过将保温泡沫墙夹设在两道加气混凝土砌块保温墙和后墙体3之间,能够有效对大棚本体1内部进行保温,同时防止外界低温进入大棚本体1内部。
继续参阅图3-图4,该前墙体2和后墙体3均支撑力度较强的红砖墙,前墙体2垒高50cm-60cm,厚墙体垒高350cm-450cm,从而使阳光能够较为充足的由前墙体2照射至大棚本体1内部。前墙体2和后墙体3之间设置有拱形架4,拱形架4上铺设有透光层5。该透光层5选用PVC、PE或EVA膜作透光材料。
并在大棚本体1的顶部通过电动卷帘机6连接有用于遮盖透光层5的保温被7。通过设的电动卷帘机6能够在夜晚在无阳光补充热能的情况下,将保温被7遮盖透光层5,有效起到保温目的。
同时,在早上或偏傍晚,太阳与地平线夹角小,光线能照射到大棚本体1的后墙体3上半部分,其大棚本体1内的采光受热单一。为此,在后墙体3的上部与拱形架4之间的夹角处铺设有反光铝箔饰面15。该反光铝箔饰面15沿后墙体3顶部向下100cm-150cm铺设;通过反光铝箔饰面15反射到日光温室的中间偏前部分,以期能让日光温室内大部分区域能均匀充分地采光、受热。
继续参阅图1以及图3,本发明为了使大棚本体1在夜晚温度较低的情况下提供热量补偿,在后墙体3的下部从内至外设置有蓄水隔层10以及与蓄水隔层10具有导温性的通风隔层11。该通风隔层11与蓄水隔层10间隔设置,且可采用间隔处通过通气孔使两者连通;且大棚本体1内部设置有用于加热蓄水隔层10内部介质的吸热面;该吸热面为高于蓄水隔层10设定高度的黑色吸热饰面12。该黑色吸热饰面12沿厚墙体的底部向上铺设100cn-120cm。黑色吸热饰面12在白天阳光照射到后墙上时,黑色能充分吸收光和热,并高效地传递到墙内蓄水隔层10的水介质内。根据热力学定律,只要存在温度差,热量就会自发的从高温物体传向低温物体,即从温度高的地方流向温度低的地方。由此可见,在寒冷夜晚,蓄水隔层10内部的水介质温度较高,传导至通风隔层11内部,并由风扇16驱动使通风隔层11内的气体与大棚本体1内部的空气进行循环流动交换,使大棚本体1的内部温度稳定。
此外,后墙体3的上部以及前墙体2的内部均设置有与通风隔层11连通的通风道18,且通风道18上间隔设置有朝向大棚本体1内部的后墙通风孔14和前墙通风孔19。每个通风孔的内部均装配有活性炭棉。在通风孔装上活性炭棉,可以有效吸附一些细菌。同时,可在通风隔层11连接臭氧发生器,在通风道18内设置风扇16,使通风隔层11与大棚本体1内部实现空气流通,通过控制适量臭氧气体释放到温室内,还可以起到杀菌消毒的作用。
继续参阅图5以及图6,在寒冷冬季的夜晚或阴天时需对大棚本体1进行加温,以确保大棚本体1内部温度稳定。为此,本实施例中还包括有燃气型的加热机构17,蓄水隔层10内部介质进入加热机构17的内部循环受热,加热机构17的气体排放端与通风隔层11连通。该加热机构17为天然气锅炉,锅炉的进出水口连接着蓄水隔层10,可以通过烧锅炉让热水循环开,同时燃烧产生的CO2气体,可以排到通风隔层11内,通过风机均匀排放到日光温室内,达到给作物光合作用增肥的作用。
此外,为了实现该大棚本体1的智能化恒温,在蓄水隔层10的内部设置有进水电磁阀20和排水电磁阀21;进水电磁阀20连接外界供水源,排水电磁阀21与大棚本体1内部的灌溉沟道连通。该蓄水隔层10内部还设置有水位传感器22,该水位传感器22用于检测蓄水隔层10内部的水位。
还包括设置在大棚本体1内部的温度传感器;还包括有控制器,该控制器采用单片机控制器或PLC控制器,用于接收水位传感器22的水位信息以及温度传感器的温度信息;在水位传感器22检测到蓄水隔层10内部因蒸发或是灌溉致使水位较低时,控制器控制进水电磁阀20开启注水。
在温度传感器检测到大棚本体1内部基温低于设定值时,控制器控制风扇16开启,使通风隔层11内部与大棚本体1内部的气体循环流动,增强大棚本体1内部温度。同时在加热机构17检测到蓄水隔层10内部的水温较低时,控制器控制加温机构启动燃烧,使水温上升,增强大棚本体1内部的基温稳定。
同时在采用温水浇地,地温可升高5.3℃左右。为此,在清晨时间段,可将温水进行灌溉,通过控制器开启排水电磁阀21,使蓄水隔层10内部的温水灌溉土壤,提高地温。并在蓄水隔层10内部水源排孔后,重新注入水源,开启阳光照射加温或加热机构17加温。需要具体说明的,控制器在接收到水位传感器22或温度传感器信息后,控制对应的电气设备工作,均为现有技术中常见的控制方法,在此不做过多赘述。
本发明利用后墙富裕的空间,设置蓄水隔层10、通风隔层11,并安装风机,利用水的清洁、廉价、比热值高,同时加上通风道18和通风孔能让大棚本体1内气流的循环起来,白天热量蓄积到水里,夜里水将热量释放出来,能让热量均匀、快速、高效地释放到日光温室内,达到提高日光温室基温的目的。
以上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)

1.一种基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,包括:大棚本体;其中,
所述大棚本体包括:前墙体以及后墙体;所述后墙体背向所述前墙体的一面设置有多层的保温结构,所述后墙体的下部从内至外设置有蓄水隔层以及与所述蓄水隔层具有导温性的通风隔层,且所述大棚本体内部设置有用于加热所述蓄水隔层内部介质的吸热面;所述后墙体的上部以及所述前墙体的内部均设置有与所述通风隔层连通的通风道,且所述通风道上间隔设置有朝向所述大棚本体内部的通气孔;
还包括有燃气型的加热机构,所述蓄水隔层内部介质进入所述加热机构的内部循环受热,所述加热机构的气体排放端与所述通风隔层连通。
2.如权利要求1所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,所述前墙体和所述后墙体之间设置有拱形架,所述拱形架上铺设有透光层。
3.如权利要求2所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,所述大棚本体的顶部通过电动卷帘机连接有用于遮盖所述透光层的保温被。
4.如权利要求3所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,所述后墙体的上部与所述拱形架之间的夹角处铺设有反光铝箔饰面。
5.如权利要求1-4任意一项所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,每层所述保温结构均包括:位于内层的保温泡沫墙和位于外层的加气混凝土砌块保温墙。
6.如权利要求1-4任意一项所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,所述吸热面为高于所述蓄水隔层设定高度的黑色吸热饰面。
7.如权利要求1所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,还包括有风扇,所述风扇设置在所述通风道靠近所述通风隔层的位置。
8.如权利要求7所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,每个所述通风孔的内部均装配有活性炭棉。
9.如权利要求8所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,所述蓄水隔层的内部设置有进水电磁阀和排水电磁阀;所述进水电磁阀连接外界供水源,所述排水电磁阀与所述大棚本体内部的灌溉沟道连通。
10.如权利要求9所述的基于物联网的生态农业用大棚,其特征在于,还包括设置在所述大棚本体内部的温度传感器以及设置在所述蓄水隔层内部的水位传感器;还包括有控制器,所述控制器与所述温度传感器以及所述水位传感器信号连接后控制所述风扇、所述排水电磁阀以及所述进水电磁阀。
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